Rdzeń stojana umieszcza się w kadłubie maszyny, natomiast rdzeń wirnika w maszynach małej mocy bezpośrednio na wale, a w dużych na piaście.

Transkrypt

1 Temat: Typowe uzwojenia maszyn indukcyjnych. Budowa maszyn indukcyjnych Zasadę budowy maszyny indukcyjnej przedstawiono na rys Część nieruchoma stojan ma kształt wydrążonego wewnątrz walca. W wewnętrznej przestrzeni stojana znajduje się część wirująca maszyny, zwana wirnikiem, również w kształcie walca. Obwód magnetyczny maszyny składa się z dwóch części: rdzenia stojana i rdzenia wirnika, oddzielonych od siebie szczeliną powietrzną. Szczelina powietrzna między stojanem a wirnikiem ma w małych maszynach grubość kilku dziesiątych milimetra, w dużych (powyżej 20 kw) 1 3 mm. Rdzenie stojana i wirnika są wykonane w formie pakietu z blach izolowanych między sobą, najczęściej o grubości 0,5 mm; wirniki dużych maszyn indukcyjnych są wykonane z blach o grubości 1 2 mm. Blachy o odpowiednim kształcie wykrawa się za pomocą wykrojników, przy czym w maszynach małej i średniej mocy wykrawa się całą blachę rdzenia (rys.6.2), a w maszynach dużej mocy blacha najczęściej składa się z segmentów. Na całym obwodzie rdzenia stojana i wirnika wycina się rowki o specjalnym kształcie zwane żłobkami, w których umieszcza się uzwojenia. Elementy obwodu magnetycznego między żłobkami niszą nazwę zębów. Żłobki i zęby mogą mieć różne kształty, przykładowe pokazano na rys.6.2. Rdzeń stojana umieszcza się w kadłubie maszyny, natomiast rdzeń wirnika w maszynach małej mocy bezpośrednio na wale, a w dużych na piaście. Najczęściej stosowane silniki indukcyjne są zasilane z trójfazowej sieci prądu przemiennego. Silnik taki ma w stojanie uzwojenie trójfazowe, czyli trzy uzwojenia zwane fazami, które w czasie pracy są połączone w gwiazdę lub w trójkąt. W małych silnikach stosuje się często w stojanie uzwojenia jednofazowe lub dwufazowe. Uzwojenia stojanów wykonuje się z drutu nawojowego izolowanego, dodatkowo są one impregnowane (mocno usztywniane), by na str. 1

2 skutek drgań silnika nie uległy uszkodzeniu. Niezależnie od tego, uzwojenia te muszą być odizolowane od rdzenia odpowiednią izolacją żłobkową za pomocą klinów. Uzwojenia wirników silników indukcyjnych mogą być wykonane podobnie jak w stojanie, z drutu nawojowego, lub z nieizolowanych prętów (miedzianych, aluminiowych, mosiężnych lub brązowych) o dużym przekroju, całkowicie wypełniających żłobek (najczęściej półzamknięty lub zamknięty). Wystające poza rdzeń części poszczególnych prętów są ze sobą połączone po obu stronach pierścieniami zwierającymi, tworząc wraz z prętami uzwojenia jakby klatkę (rys. 6.3), dlatego silnik z takim uzwojeniem nazywa się klatkowym lub zwartym (bo uzwojenie silnika jest na stałe zwarte). Klatkę można traktować jako uzwojenie wielofazowe o liczbie faz równej liczbie prętów (rys. 6.4). Jeżeli uzwojenie wirnika jest wykonane z drutu nawojowego, to istnieje możliwość dołączenia do obwodu wirnika dodatkowych elementów zwiększających rezystancję każdej fazy. str. 2

3 Aby było to możliwe, uzwojenie wirnika jest połączone na stałe z pierścieniami ślizgowymi (rys. 6.5). Silnik z takim wirnikiem nazywa się silnikiem indukcyjnym pierścieniowy. Liczba pierścieni ślizgowych zależy od liczby faz przyłączanego obwodu. Najczęściej spotyka się maszyny z trzema lub dwoma pierścieniami. Końcówki uzwojenia stojana i uzwojenia wirnika (w przypadku maszyny pierścieniowej) wyprowadza się na tabliczkę zaciskową, która jest umieszczona na kadłubie maszyny (rys. 5.32). Kadłuby maszyn indukcyjnych wykonuje się jako odlewy (żeliwne lub ze stopu aluminiowego) albo jako konstrukcje spawane (w maszynach dużych). Do kadłuba śrubami są przymocowane tarcze łożyskowe lub stojaki łożyskowe (w największych maszynach), ustawione na płycie posadowej maszyny. W tarczach bądź w stojakach są umieszczone łożyska toczne (w maszynach małej i średniej mocy) lub łożyska ślizgowe (w maszynach dużej mocy). W maszynach pierścieniowych do jednej z tarcz łożyskowych (od strony napędowej) są przymocowane sworznie szczotkowe, a niekiedy urządzeni służące do podnoszenia szczotek i zwierania pierścieni ślizgowych wirnika (rys. 6.7). str. 3

4 Każda maszyna indukcyjna wirująca składa się z trzech podstawowych elementów: a) z rdzenia ferromagnetycznego stanowiącego obwód magnetyczny maszyny (składający się z rdzenia stojana i rdzenia wirnika) b) uzwojenia stojana i wirnika w których indukują się siły elektromotoryczne i płyną prądy c) elementów konstrukcyjnych stanowiących obudowę maszyny i umożliwiających ruch obrotowy wirnika oraz zapewniających odpowiednie chłodzenie maszyny i odpowiednią ochronę maszyny przed działaniem czynników zewnętrznych Porównując budowę silnika klatkowe i pierścieniowego, należy stwierdzić, że silnik klatkowy jest prosty w budowie i tani, natomiast silnik pierścieniowy jest droższy, lecz wykazuje bogatsze właściwości ruchowe, ze względu na możliwość przyłączenia urządzeń rozruchowych i regulacyjnych. Wszystkie maszyny indukcyjne są zbudowane zgodnie z opisanymi zasadami (z wyjątkiem wykonań specjalnych). Jednak, ze względu na różnorodność zastosowań i warunków pracy przyjmuje się różne rozwiązania konstrukcyjne. Dlatego też zewnętrznie maszyny mogą się znacznie różnić (rys. 6.8). str. 4

5 str. 5