3 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Что такое ротор и статор авиационного двигателя

Цифровой двойник первого уровня авиационного двигателя

Направление НПТ:
  • Цифровое проектирование и моделирование
Исполнитель:
  • Инжиниринговый центр «Центр компьютерного инжиниринга» (CompMechLab®)

Специалисты Инжинирингового центра «Центр компьютерного инжиниринга» (CompMechLab ® ) успешно завершили проект по разработке рекомендаций для снижения массы авиационного двигателя ТВ7-117СТ-01 на основе технологии цифрового двойника.

Ключевая цель работы – снижение массы статорных деталей двигателя. Основной задачей стала оцифровка всего опыта АО «ОДК-Климов» по разработке двигателей данного класса, анализ всех расчетных обоснований, конструкторской документации, результатов испытаний и др. – и его интерпретация в рамках новой парадигмы проектирования с применением Цифровой платформы CML-Bench™.

Процесс оптимизации по массе корпуса редуктора

Разработаны структура ряда виртуальных испытательных стендов (ВИС) и виртуального испытательного полигона (ВИП), база математических моделей материалов, методики виртуальных испытаний двигателя.

Работа блока приводов с учетом податливостей корпуса, валов и подшипников

Уникальность проекта:

Подготовка геометрической модели и построение сетки контрольных объемов

Разработка виртуальных испытательных стендов в CML-Bench™

Виртуальные испытания камеры сгорания и экспорт полей температур и давлений для расчетов прочности статора двигателя

Задачи проекта:

  • Предварительная оптимизация конструкции деталей статора на основе результатов полномасштабного моделирования для ряда рабочих режимов.
  • Построение одномерной интегральной модели двигателя в рамках разработки цифрового двойника двигателя для определения термодинамических характеристик при каждом изменении конструкции и/или требований к ней.
  • Обеспечение бесшовной передачи аэродинамических и тепловых нагрузок на элементы проточной части двигателя.
  • Учет утечек и отборов в системе вторичных потоков двигателя при выполнении виртуальных испытаний.
  • Учет теплового состояния ротора, статора и лопаток двигателя при выполнении виртуальных испытаний.
  • Учет напряженно-деформированного состояния ротора и статора двигателя при выполнении виртуальных испытаний.
  • Топологическая оптимизация деталей обвязки (кронштейнов и трубопроводов) двигателя.
  • Топологическая оптимизация деталей статора по уточненным тепловым и напряженно-деформированным состояниям с обеспечением необходимых запасов по прочности в соответствии с нормами прочности авиационных ГТД.
  • Исследование вибросостояния роторов, построение динамической модели ротора.
  • Взаимоувязка виртуальных испытаний на всех стендах через интегральную модульную модель.
  • Разработка базы цифровых моделей материалов для использования в виртуальных испытательных стендах.
  • Автоматизация передачи данных между ВИС.

Схема эволюции термодинамических и тепловых расчетов двигателя ТВ7-117СТ-01

Результаты работ:

1. Виртуальные испытательные стенды и полигон двигателя ТВ7-117СТ-01, интегрированные на Цифровой платформе CML-Bench™: термодинамический, аэродинамический/газодинамический, гидравлический, тепловой, прочностной и другие.

Моделирование отрыва лопатки статора

2. Конструкция статорных деталей, обеспечивающая выполнение предъявленных требований, включая требования по ресурсу, удержанию лопатки и др. при снижении массы отдельных деталей до 50%.

«Разработка цифрового двойника газотурбинного двигателя – работа не одного этапа, не одного договора, – говорит руководитель проекта, руководитель отдела кросс-отраслевых технологий Центра НТИ СПбПУ Александр Тамм. – Однако сам факт появления таких технических заданий в отрасли – это уже значительное событие. При этом, имея целевую задачу снизить массу статорных деталей до 10%, мы на основе построенной интегральной модели реализуем подетальную оптимизацию и получили почти двукратное снижение в массе некоторых деталей при выполнении требований по прочности, долговечности и при полном соответствии всем прочим целевым значениям контролируемых характеристик изделия».

Поле перемещений собственных форм колебаний роторов

Все предложенные в работах изменения конструкции двигателя по результатам виртуальных испытаний не оказали влияния на безопасность эксплуатации двигателя и на текущий момент находятся в конструкторской проработке с планами по внедрению после 2022 года.

Пермские двигатели — решение без колебаний!

Обеспечение устойчивой работы газотурбинного оборудования в условиях повышения действующих нагрузок невозможно без снижения уровня вибрации, которая становится причиной различного рода неисправностей в системах газотурбинных установок (ГТУ), уменьшая эксплуатационную надёжность машины. В связи с этим специалистами ОАО «Авиадвигатель» большое внимание уделяется математическому моделированию и экспериментальным исследованиям вибрационных характеристик ГТУ на всех этапах: при проектировании, в процессе доводочных работ и в эксплуатации.

Наиболее важными источниками возмущающих сил, вызывающих вибрацию, являются роторы турбокомпрессора. Их статическая и динамическая неуравновешенность приводит в конечном итоге к колебаниям.

Главная особенность вибрационных характеристик ГТУ, разработанных на базе авиационных двигателей, состоит в том, что в колебаниях, наряду с роторной системой, участвуют корпуса машины. Такое поведение обусловлено близостью упруго-инерционных параметров корпусов к аналогичным параметрам роторов, что является следствием максимального облегчения статора авиационного двигателя-прототипа.

Близость масс и жесткостей роторов и корпусов приводит к тому, что система роторов и корпусов ГТУ в отношении колебаний образует сложную упруго-инерционную систему и обладает широким спектром собственных частот и форм колебаний. По причине высокой плотности спектра машина на рабочих режимах практически всегда работает вблизи одной из собственных частот изгибных колебаний.

Демпфирование колебаний.

Один из путей обеспечения низкого уровня вибрации в этом случае связан с организацией принудительного демпфирования колебаний. Обычно это делается с помощью специальных демпфирующих устройств, размещаемых в опорах роторов, так как именно здесь реализуется связь вращающегося ротора с корпусом. Для эффективного подавления вибрации необходимо, чтобы коэффициент сопротивления демпфера имел вполне определённую величину, соответствующую параметрам колебательной системы.

Опора ротора состоит из повторяющего колебания ротора подшипника и связанного с ним вибратора, представляющего цилиндр, укреплённый на упругом элементе и отделённый тонким слоем масла толщиной d от неподвижного статора.
При колебаниях ротора возникают:

  • силы упругости, пропорциональные перемещениям подшипника;
  • силы гидродинамического сопротивления всасыванию и выдавливанию масла из демпферного зазора, пропорциональные скорости колебаний ротора;
  • силы инерции, пропорциональные ускорению вибратора.

Демпферы «на сдавливаемой плёнке масла» применяются на двигателях пермского производства авиационного и промышленного назначения, в частности, на ГТУ-25П.

Выбор необходимой величины жёсткости упругого элемента и коэффициента демпфирования упруго-демпферных опор роторов выполняется на основе анализа колебаний роторов и связанных систем «ротор-корпус» ГТУ. Определяется оптимальное размещение демпферов в силовой схеме машины. При этом следует учитывать, что работа демпфера будет эффективной лишь в том случае, когда на подлежащем демпфированию резонансном режиме в демпфере реализуются близкие к максимальным относительные перемещения ротора и корпуса по соответствующей этому режиму форме колебаний.
В основу решения названных задач положен опыт доводки авиационных двигателей.

Читать еще:  Устройство принцип работы парового двигателя

Усовершенствование демпфера ГТУ-25П.

ГТУ-25П, в сравнении с машинами меньшей мощности, по силовой схеме (количеству роторов) и величинам давлений в проточной части и в полостях значительно ближе к своему авиационному прототипу.

Опытная эксплуатация первого экземпляра газотурбинной установки ГТУ-25П выявила проблемы вибрационного характера. При длительной работе на номинальном режиме наступал момент, когда в течение нескольких минут вибрация возрастала на 15. 20 мм/с. Уровень вибрации оставался допустимым, однако, при работе в течение длительных ресурсов могла возрасти вероятность снижения характеристик надёжности обвязки машины: агрегатов, трубопроводов и пр. Характер проявления повышенной вибрации (длительная работа, затем — медленный рост) указывал на её тепловое происхождение.

Дополнительный анализ данных в сопоставлении с авиационным прототипом показал, что в передней опоре ротора компрессора высокого давления по мере прогрева может изменяться характер посадок деталей демпфера в статор, образуется зазор, в который может вытекать масло, и нарушается работа демпфера. Для обеспечения нормальной работы демпфера в его конструкцию было введено дополнительное уплотнение масляной полости.

Эксплуатация второго экземпляра ГТУ-25П с таким уплотнением в течение 11 200 часов показала, что проведенное усовершенствование способствует нормализации вибросостояния машины. В дальнейшем специалисты ОАО «Авиадвигатель» планируют сосредоточить усилия на улучшении работы опор газотурбинной установки.

Полеты на сверхпроводах

Р аботы над сверхпроводящим авиадвигателем велись в рамках программы Advanced Superconducting Motor Experimental Demonstrator (ASuMED), координируемой немецкой компанией Oswald Elektromotoren при поддержке европейской программы Horizon 2020, сообщает Aviation Week.

Конфигурация ASuMED представляет собой синхронный двигатель, в котором вращающий момент создается за счет магнитного поля, генерируемого в высокотемпературных сверхпроводящих роторе и статоре, работающих при температуре минус 250 °C.

Движение на сверхпроводимости

Сверхпроводимостью называется обращение в ноль электрического сопротивления при достижении проводником некоторой (критической) температуры. Низкотемпературная сверхпроводимость связана с прекращением теплового движения атомов вещества и образованием куперовских квазичастиц (связанных пар электронов). Высокотемпературные сверхпроводники имеют отличающиеся от низкотемпературных свойства, прежде всего квазидвумерность и многозонность, которые приводят к появлению сверхпроводимости, как правило, при температурах до минус 243 °C. Двумерность обусловлена слоистой структурой сверхпроводника, а многозонность — различием в организации кристаллических решеток слоев и их взаимодействием.

Использование высокотемпературных сверхпроводников в электродвигателях позволяет значительно снизить вес и размеры машин и силовых установок на их основе.

Народный банк Китая принял решение использовать двухуровневую структуру, чтобы «в полной мере использовать ресурсы, таланты, технологические наработки различных коммерческих организаций и стимулировать их инновационную активность»

ВТСП-провода позволяют создавать моторы и генераторы с уникальными характеристиками. Благодаря высокой плотности тока обмотки из ВТСП-ленты создают гораздо большее магнитное поле, чем обмотки из обычных проводов, и в сверхпроводниковых вращающихся машинах достигается более высокая плотность энергии. Кроме того, для вращающихся машин на основе ВТСП характерен очень высокий КПД даже при низких скоростях вращения. ВТСП-системы электродвижения, включающие в себя двигатели, генераторы, кабельные системы, накопители энергии и системы защиты, позволят кратно повысить топливную эффективность, снизить шум и заметность, улучшить динамику.

ВТСП-электродвигатели могут найти применение в электрических или гибридных силовых установках самолетов местных воздушных линий, перспективных винтокрылых летательных аппаратах и аэротакси с вертикальным взлетом и посадкой.

Двигатель Oswald Elektromotoren имеет мощность 1 мегаватт с плотностью мощности 20 киловатт на килограмм. Такой силовой агрегат рассчитан на работу с общей эффективностью более 99,9% при тепловых потерях менее 1%.

В перспективе Oswald Elektromotoren планирует повысить мощность силового двигателя с 1 до 10 мегаватт и более. В компании уверяют, что конечная конфигурация силового агрегата будет определяться требованиями заказчика. Программа ASuMED, стартовавшая в 2007 году, должна завершиться в феврале-марте 2020 года созданием полностью готового демонстратора.

Среди трудностей, с которыми столкнулись немецкие инженеры, — разработка устройства системы охлаждения для статора и ротора, а также контроль намагниченности сверхпроводящих элементов. В качестве источника низких температур криостата для статора выбран водород, для ротора — гелий.

«Сложность охлаждения ВТСП-статора состоит в том, что материалы криостата будут находиться в зоне действия высоких переменных магнитных полей, которые вызывают интенсивный нагрев металлических материалов, увеличивая тепловую нагрузку на криогенный контур и понижая эффективность всей системы», — рассказал «Стимулу» Сергей Самойленков, генеральный директор компании — национального чемпиона «СуперОкс», которая также занимается разработкой ВТСП-электродвигателя. В «СуперОкс» разработана технология криостата для статора электродвигателя, не содержащего металлических деталей в активной части электродвигателя.

По словам руководителя компании, охлаждение ротора требует разработки вращающегося ввода хладагента с вакуумным уплотнением, что значительно усложняет и утяжеляет конструкцию ротора. «СуперОкс» выбрала иной технологический подход, не требующий вращающегося криостата. Вдобавок это позволяет сделать вал ротора полым и обеспечить через него управление винтом переменного шага — важное дополнение для авиации.

ВТСП-технологии — будущее авиации

«Одна из главных причин резко возросшего спроса на электрические энергетические установки — экология, — поясняет Сергей Самойленков. — Это второе по значимости требование к гражданской авиации после безопасности. Ежегодный рост мирового авиапарка превышает шесть процентов, в связи с чем перед мировым парком коммерческой авиации стоит задача значительно снизить объем выбросов в атмосферу. Решение этой актуальной проблемы невозможно без улучшения топливной эффективности, внедрения новейших технологий».

Охлаждение ротора требует разработки вращающегося ввода хладагента с вакуумным уплотнением, что значительно усложняет и утяжеляет конструкцию ротора. «СуперОкс» выбрала иной технологический подход, не требующий вращающегося криостата

По словам Самойленкова, использование ВТСП-технологии позволяет создать новые типы гибридных силовых установок, которые обеспечивают значительное увеличение удельной мощности систем электродвижения. Силовые установки на базе ВТСП более эффективны, безопасны и обеспечивают значительную экономию по сравнению с традиционными системами.

Читать еще:  Эмульсия в двигателе мотоцикла что это такое

Крупнейшие мировые исследовательские институты и авиационные компании работают над перспективной задачей создания подобных систем. Например, Airbus выполняет исследования в области разработки электрического самолета, руководствуясь дорожной картой Европейской Комиссии Flightpath 2050 — Europe’s Vision for Aviation. Исследования касаются инженерных решений системного характера и призваны ответить на вопрос, когда можно создать эффективный самолет с электрической силовой установкой и какие для этого потребуются технологии. Один из ключевых элементов — электродвигатели высокой удельной мощности. Над созданием таких двигателей работают в нескольких странах.

Россия — среди лидеров

В России технология высокотемпературных сверхпроводников тоже активно развивается. «Стратегия развития авиационной промышленности на период до 2030 года» ставит задачу создания электрического самолета. Технология электродвижения вошла в «Перечень приоритетных технологических направлений развития оборонно-промышленного комплекса Российской Федерации».

Разработка ВТСП-электродвигателя 500 кВт с ВТСП-лентой второго поколения в статоре началась в конце 2016 года. В двигателе, разработанном в Центральном институте авиационного моторостроения (ЦИАМ) совместно с ЗАО «СуперОкс», применяется ВТСП-лента второго поколения производства российской компании «С-Инновации».

По словам Сергея Самойленкова, сейчас в «СуперОкс» и ЦИАМ проводятся испытания нескольких образцов ВТСП-электродвигателей мощностью до 500 кВт в различных режимах работы. На 2020–2021 годы запланированы испытания ВТСП-электродвигателя на летающей лаборатории. Осуществив эти планы, Россия станет первой страной в мире, испытавшей такой летательный аппарат в рабочих условиях. Проект будет представлен на международном авиакосмическом салоне МАКС, который откроется 27 августа в подмосковном Жуковском.

Как считают в «СуперОкс», гражданская авиация — самый перспективный рынок для ВТСП-электродвигателей.

Прогноз объема рынка самолетов до 2035 года — более пяти триллионов долларов. Причем самая высокая потребность приходится не на те лайнеры, которые сейчас в основном используются: Airbus A320, Boeing 737, — а на меньшие по вместимости узкофюзеляжные самолеты, потому что более популярным и востребованным становится региональное передвижение. Но чем меньше расстояния, тем менее эффективны самолеты.

Использование ВТСП-технологии позволяет создать новые типы гибридных силовых установок, которые обеспечивают значительное увеличение удельной мощности систем электродвижения

Еще в 2007 году эксперты NASA опубликовали результаты пятилетнего исследования, где признали ВТСП перспективной системой для создания лайнеров на электротяге. Расчеты, проведенные НИЦ «Институт имени Н. Е. Жуковского», с которым сотрудничает компания «СуперОкс», показывают, что сделать такие самолеты эффективными позволяет использование гибридной силовой установки, включающей в себя источник первичной энергии, генератор и электродвигатели, которые оказываются намного более эффективными при использовании технологий ВТСП.

В частности, это позволяет улучшить компоновку самолета: расположить источник первичной энергии — самую тяжелую составляющую двигательной установки — в хвосте, где сейчас расположена вспомогательная силовая установка. Она будет работать на генератор, генератор будет вырабатывать электричество. Электричество будет раздаваться по кабельной системе, в том числе на электродвигатели, использующие для обмоток технологии ВТСП.

«Потребление топлива в гибридной системе, по самой скромной оценке, будет на 15 процентов, — отмечает Сергей Самойленков. — А самая перспективная оценка — на 75 процентов меньше. Сейчас авиаперевозчики страдают от низкой маржинальности перевозок, у некоторых авиакомпаний вообще нет прибыли. Расходы на топливо составляют примерно 30 процентов всей стоимости перевозки. То есть, условно говоря, если экономится 50 процентов топлива, то маржинальность увеличится с исчезающе малой величины до 15 процентов».

«СуперОкс» уходит в отрыв

«СуперОкс» — разработчик и производитель материалов, обладающих свойствами высокотемпературной сверхпроводимости (ВТСП) и изделий на их основе. Свою продукцию компания поставляет в 20 стран мира. Основные заказчики — крупнейшие технологические корпорации, ведущие университеты и научные центры.

На внутреннем рынке «СуперОкс» выступает генеральным подрядчиком проекта установки на электроподстанции «Мневники» первого в стране токоограничивающего устройства на базе ВТСП, предназначенного для защиты электрических сетей от коротких замыканий. Эта работа выполняется по заказу АО «Объединенная энергетическая компания» и является важной частью национального проекта «Разработка и внедрение сверхпроводниковых технологий в топливно-энергетический комплекс Российской Федерации», реализуемого во взаимодействии с Министерством энергетики РФ.

На 2020–2021 годы запланированы испытания ВТСП-электродвигателя на летающей лаборатории. Осуществив эти планы, Россия станет первой страной в мире, испытавшей такой летательный аппарат в рабочих условиях

«Наша стратегия, — говорит Сергей Самойленков, — заключается в том, чтобы постоянно, благодаря почти тридцатилетнему опыту работы с ВТСП, все время находиться на самых передовых технологических позициях. Ее можно назвать стратегией технологического отрыва, которую нам удается реализовать за счет того, что мы многое сделали на несколько лет и даже десятилетий раньше, чем наши конкуренты. Технология изготовления ВТСП-проводов достаточно сложная, а ее секреты глубоко спрятаны. В первую очередь это технология осаждения разных слоев контролируемого состава и структуры: на каждом из технологических этапов есть какие-то тонкости, которые мало описаны в литературе и которые составляют наши секреты производства».

В декабре прошлого года компания «СуперОкс» вошла в число российских компаний, выбранных экспертным советом при Минэкономразвития РФ для участия в приоритетном проекте «Поддержка частных высокотехнологических компаний-лидеров» («Национальные чемпионы»).

Что такое ротор и статор в электродвигателе

Что такое ротор

Ротор, еще его иногда называют якорь, это подвижная, то есть вращающаяся часть в генераторе или электродвигателях, которые повсеместно применяются в бытовой и промышленной технике.

Если рассматривать ротор двигателя постоянного тока или универсального коллекторного двигателя, то он состоит из нескольких основных узлов, а именно:

  1. Сердечник. Он выполнен из множества штампованных тонких металлических пластин, изолированных друг от друга специальным диэлектриком или же просто оксидной пленкой, которая проводит ток гораздо хуже, чем чистый металл. Сердечник набирается из них и представляет собой «слоеный пирог». В результате электроны не успевают разогнаться из-за маленькой толщины металла, и нагрев ротора гораздо меньше, а эффективность всего устройства выше за счет уменьшения потерь. Данное конструктивное решение принято для уменьшения вихревых токов Фуко, которые неизбежно возникают при работе двигателя из-за перемагничивания сердечника. Этот же метод борьбы с ними используется и в трансформаторах переменного тока.
  2. Обмотки. Вокруг сердечника особым образом намотана медная проволока, покрытая лаковой изоляцией для предотвращения появления короткозамкнутых витков, которые недопустимы. Вся обмотка дополнительно пропитана эпоксидной смолой или лаком для фиксации обмоток, чтобы они не повреждались при вибрациях от вращения.
  3. Обмотки ротора могут подключаться к коллектору – специальному блоку с контактами, надежно закрепленному на валу. Эти контакты называются ламелями, они выполнены из меди или ее сплава для лучшей передачи электрического тока. По нему скользят щетки, обычно выполненные из графита, и в нужный момент на обмотки подается электрический ток. Это называется скользящий контакт.
  4. Сам вал является металлическим стержнем, на его концах расположены посадочные места под подшипники качения, он может иметь резьбу или выемки, пазы под шпонку для крепления шестерен, шкивов или других деталей, приводимых в движение электродвигателем.
  5. На валу также размещается крыльчатка вентилятора, чтобы двигатель охлаждал сам себя и не приходилось бы устанавливать дополнительное устройство для отвода тепла.
Читать еще:  Шкода рапид где датчик температуры двигателя

Стоит отметить, что не у всякого ротора есть обмотки, которые, в сущности, представляют собой электромагнит. Вместо них могут применяться постоянные магниты, как в бесщеточных двигателях постоянного тока. А у асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором обмоток в привычном виде вовсе нет, вместо них используются короткозамкнутые металлические стержни, но об этом ниже.

Что такое статор

Статор – это неподвижная часть в электродвигателе. Обычно он совмещен с корпусом устройства и представляет собой цилиндрическую деталь. Он так же состоит из множества пластин для уменьшения нагрева из-за токов Фуко, в обязательном порядке покрытых лаком. На торцах располагаются посадочные места под подшипники скольжения или качения.

Конструкция называется пакет статора, она впрессовывается в чугунный корпус устройства. Внутри этого цилиндра вытачиваются пазы под обмотки, которые, так же как и для ротора, пропитываются специальными составами, чтобы тепло равномернее распределялось по устройству, и обмотки не терлись друг об друга от вибрации.

Обмотки статора могут подключаться разными способами в зависимости от назначения и типа электрической машины. Для трехфазных электродвигателей применимы типы подключения звезда и треугольник. Они представлены на схеме:

Для выполнения подключений на корпусе устройства предусмотрена специальная распределительная коробка («борно»). В эту коробку выведены начала и концы трех обмоток и предусмотрены специальные клеммники различных конструкций, в зависимости от мощности и назначения машины.

Существуют серьезные отличия в работе двигателей при разном соединении обмоток. Например, при подключении звездой двигатель будет стартовать плавнее, однако нельзя будет развить максимальную мощность. При присоединении треугольником, электродвигатель будет выдавать весь крутящий момент, заявленный производителем, но пусковые токи в таком случае достигают высоких значений. Электросеть может быть просто не рассчитана на такие нагрузки. Использование устройства в этом режиме чревато нагревом проводов, и в слабом месте (это места соединения и разъемы) провод может отгореть и привести к пожару. Главным преимуществом асинхронных двигателей является удобство в смене направления их вращения, нужно просто поменять местами подключения двух любых обмоток.

Статор и ротор в асинхронных двигателях

Трехфазные асинхронные двигатели имеют свои особенности, ротор и статор в них отличаются от использованных в других типах электродвигателей. Например, ротор может иметь две конструкции: короткозамкнутый и фазный. Рассмотрим особенности строения каждого из них по подробнее. Однако для начала давайте вкратце разберемся, как работает асинхронный двигатель.

В статоре создается вращающееся магнитное поле. Оно наводит на роторе индуцируемый ток и тем самым приводит его в движение. Таким образом ротор всегда пытается «догнать» вращающееся магнитное поле.

Необходимо также упомянуть о такой важной особенности асинхронного двигателя, как скольжение ротора. Это явление заключается в разности частот вращения ротора и магнитного поля, создаваемого статором. Объясняется это как раз тем, что ток индуцируется в роторе только при его движении относительно магнитного поля. И если бы частоты вращения были одинаковы, то этого движения бы просто не происходило. В результате ротор пытается «догнать» по оборотам магнитное поле, и если это происходит, то ток в обмотках перестает индуцироваться и ротор замедляется. В этот момент сила, действующая на него, растет, он начинает опять ускоряться. Так и получается эффект стабилизации частоты вращения, за что эти электродвигатели и пользуются большой востребованностью.

Короткозамкнутый ротор

Он также представляет собой конструкцию, состоящую из металлических пластин, выполняющих функцию сердечника. Однако вместо медной обмотки там установлены стержни или пруты, не касающиеся друг друга и накоротко замкнутые между собой металлическими пластинами на торцах. При этом стержни не перпендикулярны пластинам, а направлены под углом. Это делается для уменьшения пульсаций магнитного поля и момента. Таким образом получаются витки, замкнутые накоротко, от сюда и название.

Фазный ротор

Главное отличие фазного ротора от короткозамкнутого заключается в наличии трехфазной обмотки, уложенной в проточки сердечника и соединяющейся в особом коллекторе с тремя кольцами вместо ламелей. Эти обмотки обычно соединяются «звездой». Такие электродвигатели более трудоемки в производстве за счет усложнения конструкции, однако их пусковые токи ниже, чем у двигателей с короткозамкнутым ротором, а также они лучше поддаются регулировке.

Надеемся, что после прочтения данной статьи у вас больше не осталось вопросов о том, что такое ротор и статор электродвигателя и какой у них принцип работы. Напоследок рекомендуем просмотреть видео, в котором наглядно рассмотрен данный вопрос:

Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector