Статор и ротор — что это такое?
Автор Aluarius На чтение 4 мин. Просмотров 12.6k. Опубликовано
Существует несколько классов электрических преобразователей, среди которых практическое применение нашли так называемые индуктивные аналоги. В них преобразование энергии происходит за счет преобразования индукции обмоток, являющиеся неотъемлемой частью самого агрегата. Обмотки располагаются на двух элементах – на статоре и роторе. Итак, чем отличаются статор и ротор (что это такое и каковы их функции?).
Самое простое определение двух частей преобразователя – это их функциональность. Здесь все просто: статор (электродвигателя или генератора) является неподвижной частью, ротор подвижной. В большинстве случаев последний располагается внутри первого, и между ними есть небольшой зазор. Есть так называемые агрегаты с внешним ротором, который представляет собой вращающееся кольцо, внутри которого располагается неподвижный статор.
Виды преобразователей
Почему так важно рассмотреть виды, чтобы понять, чем отличается статор электродвигателя от подвижной его части. Все дело в том, что конструктивных особенностей у электродвижков немало, то же самое касается и генераторов (это преобразователи механической энергии в электрическую, электродвигатели имеют обратную функциональность).
Итак, электрические двигатели делятся на аппараты переменного и постоянного тока. Первые в свою очередь разделяются на синхронные, асинхронные и коллекторные. У первых угловая скорость вращения статора и ротора равны. У вторых два эти показателя неравны. У коллекторных видов в конструкции присутствует так называемый преобразователь частоты и количества фаз механического типа, который носит название коллектор. Отсюда и название агрегата. Именно он напрямую связан с обмотками ротора двигателя и его статора.
Машины постоянного тока на роторе имеют тот же коллектор. Но в случае с генераторами он выполняет функции преобразователя, а в случае с электродвигателями функции инвертора.
Если электрический агрегат – это машина, в которой вращается только ротор, то его название – одномерный. Если в нем вращаются в противоположные стороны сразу два элемента, то этот аппарат носит название двухмерный или биротативный.
Асинхронные электродвигатели
Чтобы разобраться в понятиях ротора двигателя и его статора, необходимо рассмотреть один из видов электрических преобразовательных машин. Так как асинхронные электродвижки используются чаще всего в производственном оборудовании и бытовой техники, то стоит рассмотреть именно их.
Итак, что собой представляет асинхронный электродвигатель? Это обычно чугунный корпус, в который запрессован магнитопровод. В нем сделаны специальные пазы, куда укладывается обмотка статора, собранная из медной проволоки. Пазы сдвинуты относительно друг друга на 120º, поэтому их всего три. Они же образуют три фазы.
Ротор в свою очередь – это цилиндр, собранный из стальных листов (сталь штампованная электротехническая), и насажанный на стальной вал, который в свою очередь при сборке электрического движка устанавливается в подшипники.
- Фазный ротор – это цилиндр, на котором собраны катушки, сдвинутые относительно друг друга на 120º. При этом в его конструкцию установлены три контактных кольца, которые не соприкасаются ни с валом, ни между собой. К кольцам присоединены с одной стороны концы трех обмоток, а с другой графитовые щетки, которые относительно колец располагаются в скользящем контакте. Пример такой машины – это крановые электродвигатели с фазным ротором.
- Короткозамкнутый ротор собирается из медных стержней, которые укладываются в пазы. При этом их соединяют специальным кольцом, изготовленном из меди.
Асинхронный электрический двигатель с фазным ротором является обладателем больших размеров и веса. Но у него отличные свойства, касающиеся пусковых и регулировочных моментов. Двигатели, у которых установлен короткозамкнутый ротор, считаются самыми надежными на сегодняшний день.
HydroMuseum – Статор
В
принципе все статоры похожи по внешнему виду, а отличаются друг от друга только
размерами магнитопровода, количеством витков обмотки и диаметром провода.
Внутри статора помещается якорь. При прохождении электрического тока через обмотки
якоря образуется вращающееся магнитное поле, которое взаимодействует с
магнитным полем статора. В результате этого взаимодействия и выполняется
определенная работа. Статор может также состоять из постоянных магнитов,
например в двигателе стеклоочистителя автомобиля. Все коллекторные двигатели
могут работать как на переменном токе, так и при подаче постоянного
напряжения. Изменяя величину напряжения, можно регулировать число
оборотов.
Рис.1
Катушки L1 и L2 являются обмотками статора. Как видно из схемы, катушки статора через щетки якоря и коллектор, соединены последовательно со всеми катушками обмотки якоря. Это стандартная схема подключения для дрелей, болгарок, пылесосов и др. бытовой техники с коллекторными двигателями. Если произвести подключение катушки статора L2 к щетке 1 якоря, а катушку L1 к щетке 2, то направление вращения изменится на противоположное направление.
К неисправностям статора относятся:
- Обрыв обмотки.
- Межвитковое замыкание в катушке обмотки.
- Пробой изоляции на корпус статора.
- Выгорание обмотки вследствие замыканий и пробоев изоляции.
При
ремонте статора неисправные катушки удаляются. Удаленная катушка обжигается в
пламени горелки для подсчета числа витков и диаметра провода.
Новую катушку
нужно намотать по тем же данным. Катушка мотается на каркасе, изготовленном с
таким расчетом, чтобы можно было уложить катушку в пазы статора, не
слишком увеличивая лобовую часть катушки. Каркас для намотки катушек
приблизительно на 1 — 2 см. длиннее статора, а ширина равна расстоянию между
пазами. При намотке катушек отмечаются начало и концы обмоток, потому что
устанавливать катушки нужно сфазированно.
Рис 2. Катушки статора после намотки устанавливают в пазы так, чтобы начала обмоток и концы обмоток располагались по диагонали. Это и будет правильная фазировка.
Катушки
статора после намотки гильзуют. Длина гильзы из электротехнического картона,
толщиной 0.2 мм., длиннее статора на 1,5 —2 мм. Затем гильза из картона
оборачивается термостойкой пленкой, и вся конструкция закрепляется скотчем.
Загильзованные катушки вставляются в пазы статора и формуются для свободного
перемещения якоря. После формовки катушки стягиваются киперной лентой и пропитываются
лаком, или каким-либо другим пропиточным составом.
Производится сушка, и после
сушки статор готов к установке и работе.
Существует несколько типов коллекторных двигателей, которые различаются по способу возбуждения. Обмотки статора, которые при протекании через них тока создают магнитное поле, называются еще обмотками возбуждения. В бытовых электроприборах, электроинструменте чаще всего применяются коллекторные двигатели с последовательным возбуждением. Кроме того, находят применение двигатели с возбуждением от постоянных магнитов, например двигатель стеклоочистителя автомобиля. Схемы этих двигателей показаны на рис. 3
Рис. 3.
Существуют двигатели с возбуждением от источника тока, гальванически не связанного с источником питания якоря (рабочего напряжения). Схема такого двигателя приведена на Рис. 4.
Рис.4
На
рис. 5. приведена схема смешанного возбуждения, т.е одна обмотка соединена
последовательно а вторая — параллельно якорю. Применяется также чисто
параллельное подключение возбуждения см.
рис. 5.
Рис. 5.
Что такое статор? — Ревзилла
Если вы нажмете на эту статью, я предполагаю, что у вас возникла проблема с электричеством, и вы хотите понять, что пошло не так (возможно, чтобы вы могли ее починить). Если нет, то поздравляю с активностью!
Ваш статор является довольно важной частью электрической системы вашего велосипеда. Проще говоря, если вы едете на современном велосипеде, ему нужно много электричества. Освещение, зажигание, топливный насос и стартер потребляют различное количество энергии. Проще говоря, эту мощность обеспечивает батарея. Батарея бы быстро разрядилась, если бы не звезда шоу системы зарядки, статор. Думайте о своем статоре как об элементе, который вырабатывает электричество для поддержания заряда аккумулятора, чтобы все электрические устройства на вашем велосипеде работали.
Краткая версия этой статьи
В мире мотоциклов:
«Статор» часто используется для обозначения «вещи, которая выделяет электричество переменного тока на современном велосипеде, которое обычно сгорает, потому что магнит на стальном маховике на самом деле не портится».
«Генератор» означает «цилиндрическую банку, которая обычно приводится в движение косвенно от кривошипа (но иногда вращается с помощью ремня), которая вырабатывает энергию постоянного тока и имеет внутри якорь, коммутатор и катушки возбуждения постоянного магнита, с дискретный регулятор, расположенный в другом месте».
«Альтернатор» обычно небрежно называют «электрическим блоком с ременным или цепным приводом, который выглядит как автомобиль и вырабатывает огромное количество электроэнергии постоянного тока со статором, ротором, регулятором и выпрямителем, заключенными в одном компактном корпусе». Корпус.»
А «магнето» обычно является «автономной вещью на старом байке или чоппере, которая упрощает проводку и дает искру, поэтому можно отказаться от батареи, если мотоцикл также оснащен генератором».
Более длинная версия
Как видно из приведенного выше раздела, вы можете слышать, как термины «генератор», «статор» и «генератор переменного тока» используются с большой небрежностью.
Магнето. Думайте об этом как об автономном искровом ящике с механическим приводом. Это более поздний магнето, установленный на более ранний мотоцикл, который когда-то был оснащен таймером, но когда-то магнето были оригинальными деталями. Фото Лемми.
В самых ранних мотоциклах использовалось магнето (небольшая изолированная система, управляемая двигателем) для создания искры, необходимой для подачи электричества, необходимого свече зажигания для зажигания. Эта очень ограниченная система работала, потому что на мотоцикле того времени не было большого спроса на электроэнергию. В то время не существовало огней, а позже они работали на ацетилене.
Тем не менее, электрические гиго не могли не перебраться на мотоциклы. Тогда райдеры хотели первоклассные технологии, как и сегодня. Добавление звуковых сигналов и электрического освещения, например, сделало добавление батареи и системы зарядки почти необходимостью. Аккумуляторы заряжались от генераторов — устройств, вырабатывающих энергию постоянного тока. Они выполняют свою задачу, вращая якорь, компонент, состоящий из катушек медной проволоки, внутри фиксированного магнитного поля. (Генераторы на самом деле вырабатывают энергию переменного тока, но она «выпрямляется» или преобразуется в постоянный ток с помощью коммутатора и внутренних щеток.) Внешне генераторы полагаются на «реле отключения» или переключатель, который отключает генератор от батареи, чтобы не перезарядка. Когда напряжение батареи падает ниже установленного значения, переключатель снова замыкает контакт, позволяя генератору заряжаться.
Забавный факт: катушки возбуждения в генераторе технически являются типом статора, потому что статор относится к неподвижной части генератора электричества.
До начала 1960-х годов большинство мотоциклов имели шестивольтовые системы, но после этого многие мотоциклы стали оснащаться 12-вольтовыми электрическими элементами. Причина этого была связана в первую очередь с возросшей мощностью двигателя. Чтобы сделать мотоциклы более мощными, степень сжатия была увеличена. Стартерам требовалась большая мощность для вращения двигателей, и более высокое напряжение могло помочь обеспечить эту мощность. Затем в течение короткого времени производились генераторы в вариантах на 12 В.
Вот шестивольтовый генератор с крепежными болтами. Как видите, устройство несколько автономно. Фото Лемми.
Генераторы на мотоциклах часто представляют собой автономные устройства. Они довольно длинные и тяжелые, и в большинстве мотоциклов того времени они располагались дистанционно и обычно приводились в движение шестернями или ремнем. Для большинства мотоциклов генераторы были заменены генераторами в конце 1960-х — 1970-х годах.
Генератор переменного тока, который является типом генератора, производит электричество, вращая магнитное поле («ротор», часть, которая выполняет эквивалентную функцию якоря) внутри (или вокруг) статора, неподвижной части, которая содержит обмотки из меди.
провод, помнишь? Это что-то вроде флипси-маргаритки от предмета, который в мотоциклетном мире называют генератором, если вы помните.
Это вторая часть генератора, ротор. Видите бутерброд из черных вещей по внешней окружности? Это магниты. Ревзилла фото.
В мире мотоциклов генераторы переменного тока производят переменный ток, и они немного более эффективны. Их упаковка позволяет устанавливать их непосредственно на выходной вал двигателя, что обеспечивает большую экономию веса, простоты и трудозатрат на сборку. Многие генераторы переменного тока (хотя далеко не все) используют магнитное поле, а не постоянные магниты, как в генераторе. Это означает, что выходную мощность можно варьировать, что обычно приводит к более сильному заряду при низких оборотах двигателя. Недостатком этого является то, что для производства электричества требуется электричество, поэтому вам нужно будет использовать аккумулятор на этих велосипедах. (Как сказал мой друг, когда я писал эту статью: «Вы должны тратить деньги, чтобы делать деньги!»)
Поскольку генераторы переменного тока производят энергию переменного тока, ее необходимо преобразовать в постоянный ток с помощью… как вы уже догадались, выпрямителя! Современный выпрямитель представляет собой серию диодов, которые преобразуют переменный ток в постоянный.
После этого электричество поступает на регулятор напряжения, который… готов к этому? Он регулирует напряжение, поэтому его можно использовать для зарядки 12-вольтовой батареи вашего мотоцикла.
И здесь у нас есть статор, спрятанный внутри ротора. Часть, обращенная к камере, здесь обычно прикручена к велосипеду, и ротор закрывает ее. Это был бы вид, который вы бы увидели, если бы стояли внутри двигателя. Ревзилла фото.
Обратите внимание, что эти четыре части — статор, ротор, регулятор и выпрямитель — могут быть упакованы вместе или по отдельности. Статор и ротор обычно расположены бок о бок из-за необходимости вращения одного вокруг другого. Обратите внимание, что вместе статор и ротор составляют генератор переменного тока, который является типом генератора. Кристально чистый, правда?
Регулятор и регистратор также часто упаковываются вместе, но эти два элемента могут жить отдельно — и перемещение хорошо работает на мотоциклах, потому что позволяет инженерам немного легче собрать «головоломку».
Такую систему с отдельным блоком регистрации/записи обычно называют «статором».
В некоторых велосипедах, особенно в туристических машинах, используется версия этой системы, в которой все хранится в одном контейнере, обычно называемом генератором переменного тока. Хотя предыдущая система, которую мы обсуждали, полностью представляет собой генератор переменного тока, эта номенклатура в мире мотоциклов часто зарезервирована для пакета «все в одном».
Теперь, когда вы прошли через всю эту историю, вы знаете, что на самом деле означают эти термины. Теперь, если кто-то скажет вам, что его статор сгорел, вы будете знать, что он просто имеет в виду, что штука, которая заряжает аккумулятор, взяла выходной, предполагая, что у него действительно есть статор. А если нет, то можно объяснить почему.
Галерея изображений
Как проверить статор с помощью мультиметра
Вы испытываете плохую работу автомобиля и просто знаете, что это снова ваш двигатель.
Все остальные компоненты, кажется, проверены, и остался только статор.
Статор — один из важнейших компонентов мотоцикла или квадроцикла. Это одна часть вашего двигателя, которая может быть главным виновником и причиной всех ваших проблем .
Но как проверить статор мотоцикла?
В этой статье вы узнаете обо всем, что вам нужно знать о тестировании статора .
Что такое статор
Статор — это стационарная катушка с проводами внутри корпуса двигателя, которая создает напряжение переменного тока (AC), которое затем преобразуется в мощность постоянного тока (DC) для использования.
Внутри статора вращается магнит, который создает переменное напряжение. Затем переменное напряжение выводится из корпуса по проводам большого сечения и подается на выпрямитель или регулятор с постоянной скоростью.
Именно этот выпрямитель/регулятор затем преобразует переменное напряжение в постоянный ток, питающий весь автомобиль.
В мотоциклах взаимодействие статоров и выпрямителей играет ту же роль, что и генераторы переменного тока в автомобилях.
Они регулируют подачу питания к батареям и другим компонентам велосипеда, требующим электричества.
Из-за этого, когда ваш статор неисправен, вы ожидаете неисправности электрических компонентов в вашем автомобиле.
Как диагностировать неисправность статора? Мультиметр — единственный инструмент, который вам нужен. Он также помогает вам диагностировать другие электрические компоненты вашего автомобиля, поэтому наличие одного из них имеет важное значение.
Как проверить статор с помощью мультиметра
Чтобы проверить статор, вы используете мультиметр для проведения статического теста сопротивления проводов или динамического теста переменного напряжения, считываемого с проводов. Статический тест выполняется при выключенном двигателе, а динамический тест включает процедуры при включенном двигателе.
Эти два теста имеют много процедур и особенностей, поэтому далее мы подробно рассмотрим их.
P.S. Важно отметить, что существуют либо 3-проводные статоры, либо 5-проводные статоры, и следующие шаги относятся к 3-проводным статорам.
Статическое испытание статора
Статическое испытание проводится при выключенном двигателе и остается единственным вариантом, если двигатель или автомобиль не запускаются.
При статическом испытании вы измеряете сопротивление во всех фазах проводов, выходящих из статора. Вы коллективно измеряете каждую фазу относительно друг друга, а также индивидуально измеряете каждую фазу относительно заземленной поверхности.
Назовем каждую фазу; П1, П2 и П3. Вот шаги, которые необходимо выполнить.
- Во-первых, установите циферблат мультиметра на логотип Ом или сопротивление, и вы увидите, что он читает «O.L.». Это означает, что все соединения находятся в разомкнутом контуре и с ними нет замыкания или заземления. Если вы поместите красный положительный провод на черный отрицательный, вы заметите, что значение изменится на ноль (0), что означает плохое соединение.
- Теперь подключите положительный провод мультиметра к одной фазе, а отрицательный — к другой. Например, вы помещаете красный стержень на P1, а черный стержень на P2. Вы также измеряете между P2 и P3, а также между P3 и P1.
- Если мультиметр показывает ноль «0» при измерении между любым из этих значений, проблема в статоре или его проводах, и необходимо что-то изменить.
Обратите внимание, что ожидаемое значение сопротивления в этом тесте различается в зависимости от модели статора, и не все мультиметры обладают достаточными для этого характеристиками.
Следующие шаги являются универсальными тестами, которые можно выполнять с любым типом мультиметра.
Вы можете проверить каждый провод по отдельности на ближайшей заземленной металлической поверхности. Для этого вам
- Установите мультиметр на Ом или сопротивление, чтобы на экране появилось «O.L».
- Поместите отрицательный черный провод на металлическую поверхность рядом, а положительный красный провод поместите на фазы. Проверьте P1, P2 и P3 по отдельности
- При исправном статоре вы ожидаете, что мультиметр будет показывать «O.L.»
- Если мультиметр показывает ноль или близко к нулю на любой из фаз, эта фаза имеет проблемы. Если он показывает ноль на всех фазах, то решение заключается в замене всего статора на другой статор, совместимый с моделью вашего автомобиля.
Проверьте P1, P2 и P3 по отдельности Динамическая проверка статора
Динамическая проверка статора выполняется при включении автомобиля. Здесь обычно измеряется напряжение, создаваемое статором на каждой фазе.
Обратите внимание, что разные модели статоров имеют разные рекомендации по измерению напряжения переменного тока, поэтому перед продолжением следует ознакомиться с руководством.
Чтобы выполнить динамическую остановку статора,
- Установите шкалу мультиметра на напряжение переменного тока (VAC) и подключите выводы к разным фазам провода статора. В этот момент двигатель выключен, и мультиметр не должен показывать никаких показаний.
- Включите двигатель, мультиметр должен показать положительное значение в районе 20 с.
- Увеличьте обороты двигателя, и ожидается, что показания мультиметра соответственно увеличатся. Если мультиметр не показывает соответствующего увеличения напряжения, ваш статор неисправен и его необходимо заменить
Эта процедура повторяется с перестановкой щупов между P1, P2 и P3. Если все процедуры кажутся сложными, вот видео, в котором показано, как выполнять комплексные статические и динамические тесты и чего ожидать.
Часто задаваемые вопросы
Как узнать, неисправен ли мой статор?
Некоторые признаки неисправного статора включают отсутствие искры или слабую искру, подаваемую на свечу зажигания, или пропуски зажигания в двигателе.