Что такое ротор и статор в электродвигателе

Рано или поздно человек, интересующийся электротехникой, слышит упоминания о роторе и статоре, и задается вопросом: «Что это такое, и в чем отличие этих устройств?» Простыми словами, ротор и статор – это две основные части, расположенные в электродвигателе (устройстве по преобразованию электрической энергии в механическую). Без них существование современных двигателей, а значит и большинства электрических приборов на их основе, было бы невозможным. Статор является неподвижной частью устройства, а ротор – подвижной, они вращаются в разные стороны относительно друг друга. В этой статье мы подробно разберем конструкцию этих деталей и их принцип действия, чтобы после прочтения статьи у читателей сайта Сам Электрик больше не осталось вопросов по данному поводу.

• Что такое ротор
• Что такое статор
• Статор и ротор в асинхронных двигателях
• Короткозамкнутый ротор
• Фазный ротор

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.

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:

Материалы по теме:

• Чем отличается постоянный ток от переменного
• Что такое электрическое поле
• Как выбрать частотный преобразователь для двигателя

Опубликовано 17.04.2019 Обновлено 17.04.2019 Пользователем Александр (администратор)

Производство деталей для ротора и статора

Современные электродвигатели очень популярны. Они нашли широкое применение в разных сферах: в машиностроении, в сельском хозяйстве. Также они часто используются в атомной, нефтехимической, горнодобывающей, пищевой и деревообрабатывающей промышленности.

Такая востребованность объясняется их существенным преимуществом по сравнению с другими двигателями. Электродвигатели отличаются высокой надежностью, простотой обслуживания и возможностью работы от сети переменного тока.

Ротор и статор — это важнейшие элементы электродвигателя, без которых он не смог бы существовать. Что они из себя представляют?

Заставить двигатель крутиться — вот основная задача ротора. Он являет собой подвижную часть механизма, вращающуюся благодаря магнитному полю. Оно же, в свою очередь, создается за счет проводов, расположенных таким образом, что вокруг оси ротора происходит нарастание крутящего момента.

Кроме ротора в электродвигателе есть статор. В отличие от крутящегося ротора, статор всегда остается неподвижным и фиксируется в определенном положении. В большинстве случаев ротор  — это цельная массивная конструкция,

помещенная во внутрь статора, с напресованным на его поверхность магнитопроводом (сердечником).

Компания «Риваль Лазер» изготавливает роторы из электротехнической стали на новых современных станках. Выполняются роторы в виде дисков и крупных ободов.

Наши изделия высоко ценят крупные предприятия. Одно из них является крупнейшим поставщиком двигателей для российский железных дорог. Мы же производим  роторы и статоры для этих электродвигателей, способных работать даже в самых экстремальных условиях эксплуатации.

Они устойчивы к агрессивной среде. К аномально низким и высоким температурам. Такие электродвигатели сохраняют свои прочностные качества при высоких механических нагрузках и не деформируются.

Вся наша продукция делается по индивидуальным чертежам заказчика любой сложности. Наличие собственного оборудования дает нам возможность осуществлять контроль качества на всех этапах производства.

Вместе с высоким качеством своей продукции мы также предлагаем выгодные ценовые условия, оптимальный срок выполнения заказа и доставку по всей территории России.

Убедитесь в этом сами. Звоните на бесплатный номер 8-800-707-66-52 или закажите обратный звонок на нашем сайте.

Я даю согласие на обработку персональных данных

Металлообработка — основной вид деятельности компании «Риваль Лазер».

Мы специализируемся на работе с черными и цветными металлами и предлагаем весь цикл услуг их обработки: от резки и гибки заготовок до порошковой покраски и дробеструйной обработки.

Мы предлагаем выгодные условия сотрудничества для предприятий металлургической, машиностроительной и других отраслей производства и работаем по всей России, СНГ и Европе.

Разница между статором и ротором (со сравнительной таблицей)

Статор и ротор являются частями электродвигателя. Существенная разница между ротором и статором заключается в том, что ротор является вращающейся частью двигателя, тогда как статор является неподвижной частью двигателя. Другие различия между статором и ротором показаны ниже в сравнительной таблице.

Корпус статора , сердечник статора и обмотка статора являются частями статора . Рама поддерживает сердечник статора и защищает их трехфазную обмотку. Сердечник статора несет вращающееся магнитное поле, которое индуцирует из-за трехфазного питания.

Ротор расположен внутри сердечника статора . Беличья клетка и ротор с фазовой обмоткой являются типами ротора. Обмотка ротора возбуждается источником постоянного тока. Обмотка возбуждения индуцирует постоянное магнитное поле в сердечнике ротора.

Содержание: статор и ротор

1. Сравнительная таблица
2. Определение
3. Ключевые отличия
4. Заключение

Сравнительная таблица

Основание для сравнения	Статор	Ротор
Определение	Неподвижная часть машины	Это вращающаяся часть двигателя.
Детали	Внешняя рама, сердечник статора и обмотка статора.	Обмотка ротора и сердечник ротора
Источник питания	Трехфазный источник питания	Источник постоянного тока
Схема обмотки	Сложная	Легкая
Изоляция	Тяжелая	Менее
Потери на трение	Высокая	Низкая
Охлаждение	Простой	Сложный

Определение статора

Статор — это статическая часть двигателя. Основная функция статора заключается в создании вращающегося магнитного поля. Каркас статора, сердечник статора и обмотка статора являются тремя частями статора. Сердечник статора поддерживает и защищает трехфазную обмотку статора. Штамповка из высококачественной кремнистой стали делает сердечник статора.

Определение ротора

Вращающаяся часть двигателя называется ротором. Сердечник ротора и обмотка ротора являются частью ротора. Обмотка ротора возбуждается источником постоянного тока. Беличья клетка и фазовая обмотка являются типами ротора.

Сердечник короткозамкнутого ротора изготовлен из цилиндрического железного сердечника. Сердечник имеет на своей внешней поверхности полукруглую прорезь, на которую надеваются медные или алюминиевые жилы. Проводники замыкаются на концах с помощью алюминиевых или медных колец.

Работа ротора и статора

Статор создает вращающееся магнитное поле благодаря трехфазному питанию. Если ротор находится в состоянии покоя, то в них индуцируется электромагнитная сила из-за явлений электромагнитной индукции.

Электромагнитная индукция – это явление, при котором ЭДС индуцируется в проводнике с током из-за переменного магнитного поля. В роторе индуцируется ток, который заставляет ротор двигаться.

Основные различия между статором и ротором

1. Статор — это неподвижная часть машины, а ротор — подвижная часть машины.
2. Сердечник статора, обмотка статора и внешняя рама являются тремя частями статора, тогда как сердечник ротора и обмотка возбуждения являются частями ротора.
3. Трехфазное питание подается на обмотку статора. Ротор возбуждается источником постоянного тока.
4. Устройство обмотки статора более сложное по сравнению с ротором.
5. Обмотка статора хорошо изолирована, так как в ней индуцируется высокое напряжение. Принимая во внимание, что ротор имеет низкую изоляцию.
6. Размер обмотки статора больше для пропускания сильного тока по сравнению с обмоткой возбуждения.
7. Система охлаждения статора хороша по сравнению с ротором. Поскольку статор неподвижен.
8. Потери на трение в роторе меньше, чем в статоре из-за его малого веса.

Заключение

Статическая часть машины известна как статор. А вращающаяся часть машины известна как ротор. Ротор размещен внутри сердечника статора. Трехфазный ток подается на обмотку статора, которая создает вращающееся магнитное поле. Ротор вращается внутри вращающегося магнитного поля. Таким образом, ЭДС индуцируется из-за взаимодействия магнитных полей ротора и статора.

Что такое статор? (что это такое, что он делает, часто задаваемые вопросы)

Связаться с нами

Получить предложение

Что такое статор?
Если у вас есть велосипед, вы можете сказать, что это то же самое, что и автомобильный генератор, поскольку он вырабатывает электроэнергию.

В каком-то смысле это правда.
Однако статор на самом деле всего лишь часть механизма, стоящего за этим.

Итак, что именно делает статор?

В этой статье мы углубимся в изучение этого электромагнитного компонента. Мы также рассмотрим некоторые связанные часто задаваемые вопросы, чтобы лучше понять статор.

Эта статья содержит

• Что такое статор?
• Что делает статор?
• 5 Часто задаваемые вопросы, связанные со статором
  • Как работают статор и ротор?
  • Является ли статор мотоцикла таким же, как автомобильный генератор?
  • Что может вызвать отказ статора мотоцикла?
  • Что такое двигатель переменного тока?
  • Что такое двигатель постоянного тока?

Начнем.

Статор — это стационарная часть вращающихся электромагнитных устройств, таких как генератор переменного тока, электродвигатель или генератор.

Вы можете слышать, что термин «статор» используется взаимозаменяемо с «генератором переменного тока» или «генератором», даже если он составляет лишь часть этих более крупных устройств. Особенно это заметно, когда речь идет о генераторе мотоцикла, который чаще называют статором.

Его основная конструкция состоит из внешней рамы, сердечника и обмотки.

Внешняя рама статора поддерживает сердечник статора. Сердечник статора обычно представляет собой тонкие стальные пластины, вставленные в обмотку статора, а обмотка статора (или катушка статора) изготовлена ​​из изолированного медного провода.

При подаче электрического тока сердечник статора и обмотка статора вместе становятся электромагнитом.

Далее посмотрим, что делает этот электромагнитный компонент.

Энергия течет через статор к вращающемуся ротору и обратно.

Статор всегда неподвижен , пока ротор вращается внутри него или вокруг него.
Таким образом, статор может действовать как:

• Обмотка возбуждения (катушка возбуждения или магнит возбуждения), где вращающееся магнитное поле статора приводит в движение якорь ротора, создавая движение .

• Якорь, в котором катушки движущегося поля на роторе воздействуют на статор до создать вывод .

Вот что делает статор в обычном оборудовании:

• Электродвигатель: В двигателе (двигателе переменного или постоянного тока) обмотка возбуждения статора создает сильное магнитное поле для привода вращающегося ротора, создавая рабочий ход.

• Генератор переменного тока или генератор: В этих устройствах статор преобразует вращающееся магнитное поле ротора в электрический ток.

Статор не ограничивается электродвигателями, хотя его конструкция может немного отличаться в других системах. В гидродинамических системах (таких как гидротрансформатор) статор направляет поток жидкости к вращающемуся ротору турбины системы или от него.

В некоторых устройствах статор представляет собой массив постоянных магнитов вместо электрической катушки. Вы можете увидеть это в некоторых типах автомобильных стартеров.

Мы рассмотрели основы статора.
Теперь давайте рассмотрим некоторые часто задаваемые вопросы по статору.

Вот ответы на некоторые вопросы о статоре, которые могут у вас возникнуть:

1. Как работают статор и ротор?

Чтобы получить общее представление о том, как статор и ротор работают вместе в электрической машине, давайте рассмотрим типичный асинхронный двигатель:

A. Как работает статор

В раме статора находится сердечник статора, который намотан на статор. катушка.

Обмотка катушки статора обычно изготавливается из магнитопровода (обычно изолированного алюминиевого или медного провода). Электромагнитное поле создается, когда переменный ток (AC) подается на обмотку катушки.

Переменная природа тока изменяет полярность полюсов статора в магнитном поле, заставляя магнитное поле (а не статор) вращаться. В зависимости от устройства обмотки катушки статор обычно может иметь 2, 4 или 6 полюсов статора.

B. Как работает ротор

Ротор — это подвижный электрический компонент двигателя.
Как и статор, вращающийся ротор также имеет сердечник ротора и обмотку ротора.

Наиболее распространенный тип конструкции ротора электродвигателя называется беличьей клеткой из-за его формы.
В роторе с короткозамкнутым ротором сердечник ротора представляет собой цилиндр из стальных пластин с заделанными в его поверхность медными или алюминиевыми проводниками (представляющими собой обмотку ротора).

Когда движущееся магнитное поле статора пересекает проводники ротора, оно индуцирует ток. Этот ток создает магнитное поле вокруг проводников ротора. Поскольку магнитное поле в статоре смещает полюса, то же самое происходит и с магнитным полем в роторе, и именно это взаимодействие приводит во вращение ротор.

2. Является ли статор мотоцикла таким же, как автомобильный генератор?

Почти то же самое, но не совсем.
Автомобильный генератор переменного тока представляет собой автономный компонент , устанавливаемый снаружи, который создает постоянный ток на выходе. Это универсальный блок, который вырабатывает необходимую мощность автомобиля.

Для меньшего мотоцикла требуется более простая система, чем для обычных автомобильных генераторов. «Генератор» мотоцикла чаще называют «статором» и сопровождается регулятором/выпрямителем.

Для выработки электроэнергии переменного тока статор работает с ротором, известным как маховик. Мощность переменного тока преобразуется в постоянный ток через выпрямитель, а регулятор регулирует напряжение на аккумуляторе.

Статор мотоцикла обычно расположен внутри двигателя и считается его частью . Регулятор/выпрямитель обычно находится в другом месте. Регулятор/выпрямитель может быть двумя отдельными частями в старых велосипедах, но в более современных конструкциях они объединены в один блок.

До статора (и систем генератора переменного тока) на мотоциклах использовалось магнето. Магнето выполняло ту же функцию, что и статор, в том числе обеспечивало питание свечи зажигания двигателя, но имело более простую форму.

3. Что может привести к выходу из строя статора мотоцикла?

Вот две наиболее распространенные причины выхода из строя статора мотоцикла:

A. Использование и износ с течением времени

Как и любой электрический компонент, статор подвержен износу. Воздействие вибрации, окружающей среды и меняющихся температур влияет на срок службы статора.

B. Перегрузка по напряжению

Перегрузка по напряжению является еще одной основной причиной отказа статора.

Это происходит, когда одновременно работает слишком много электрических аксессуаров — например, одновременное использование фар, GPS, обогреваемых ручек и стереосистемы. Статор должен работать усерднее, чтобы не отставать от потребляемой мощности, и в конечном итоге сгорает.

4. Что такое двигатель переменного тока?

Двигатель переменного тока преобразует переменный ток в механическую энергию .
В двигателе переменного тока мощность переменного тока поступает от магнитных полей, генерируемых обмотками катушки вокруг выходного вала.

Обычно существует два типа двигателей переменного тока:

• Синхронный: Синхронный двигатель вращается с той же скоростью, что и частота подаваемого электрического тока. Его обмотка якоря питается от источника переменного тока, а обмотка возбуждения — от источника постоянного тока.

• Асинхронный: Асинхронный двигатель — простейший электродвигатель. Электрический ток, необходимый для создания крутящего момента в якоре ротора, индуцируется вращающимся магнитным полем обмотки возбуждения статора.

Двигатель переменного тока может иметь трехфазную или однофазную конфигурацию.
Трехфазные двигатели обычно используются для промышленного преобразования мощности, в то время как однофазные двигатели переменного тока часто используются дома и в офисе, например, в водонагревателях или садовом оборудовании.

5. Что такое двигатель постоянного тока?

Двигатель постоянного тока преобразует постоянный ток в механическую энергию .
Двигатель постоянного тока обычно состоит из статора, ротора, якоря и коллектора со щетками.

В двигателе постоянного тока массив магнитов работает как статор, якорь расположен на роторе, а коммутатор переключает поток постоянного тока с одной катушки на другую.

Существует два типа двигателей постоянного тока:

• Коллекторный двигатель постоянного тока: В этих двигателях заряд и полярность щеток на коммутаторе определяют скорость и направление вращения двигателя.

• Бесщеточный двигатель постоянного тока. Бесщеточные двигатели новее, чем щеточные двигатели постоянного тока, но устроены так же — без щеток. Они используют специализированную схему для управления скоростью и направлением двигателя.

Двигатели постоянного тока питаются от батарей или другого источника питания, генерирующего постоянное напряжение, и обеспечивают лучшее изменение скорости и управление с большим крутящим моментом, чем двигатели переменного тока.

Вы найдете их в самых разных бытовых приборах, от электрических бритв до окон электромобилей.

Заключительные мысли

Статор может иметь немного разные значения, в зависимости от того, рассматривается ли он с точки зрения владельца мотоцикла или с точки зрения чисто электрического двигателя. Владелец автомобиля может вообще не знать об этом, так как это просто часть более известного генератора переменного тока.

Несмотря на это, очевидно, что статор имеет решающее значение для общей работы любого электродвигателя.
Хотя это не электрический компонент, который легко выходит из строя, в следующий раз, когда ваш автомобильный генератор выйдет из строя, это вполне может быть неисправный статор.

Но не волнуйтесь.
При любых проблемах с автомобилем вы всегда можете рассчитывать на помощь RepairSmith.

RepairSmith — это мобильное решение для ремонта и обслуживания автомобилей, доступное 7 дней в неделю .