Qu'est-ce qu'un rotor et un stator dans un moteur électrique
Qu'est-ce qu'un rotor?
Le rotor, parfois aussi appelé ancre, est une pièce mobile, c'est-à-dire une partie tournante d'un générateur ou des moteurs électriques, qui sont universellement utilisés dans les équipements domestiques et industriels.
Si nous considérons le rotor d'un moteur à courant continu ou d'un moteur à collecteur universel, il se compose de plusieurs composants principaux, à savoir:
- Noyau Il est composé de nombreuses plaques métalliques minces estampées isolées les unes des autres par un diélectrique spécial ou simplement un film d'oxyde, qui conduit un courant bien pire que le métal pur. Le noyau est tiré d'eux et est un «gâteau de couche». En conséquence, les électrons n'ont pas le temps d'accélérer en raison de la faible épaisseur du métal, et le chauffage du rotor est beaucoup moins, et l'efficacité de l'ensemble du dispositif est plus élevée en raison de la réduction des pertes. Cette décision de conception a été prise pour réduire Courants de Foucaultqui se produisent inévitablement pendant le fonctionnement du moteur en raison de l'inversion de l'aimantation du noyau. La même méthode pour les traiter est également utilisée dans les transformateurs AC.
- Enroulements. Autour du noyau d'une manière spéciale est enroulé un fil de cuivre recouvert d'isolant de vernis pour éviter l'apparition de spires court-circuitées inacceptables. L'enroulement entier est en outre imprégné de résine époxy ou de vernis pour fixer les enroulements afin qu'ils ne soient pas endommagés par les vibrations de la rotation.
- Les enroulements du rotor peuvent être connectés au collecteur - une unité spéciale avec des contacts, solidement montée sur l'arbre. Ces contacts sont appelés lamelles; ils sont en cuivre ou en son alliage pour une meilleure transmission du courant électrique. Des brosses, généralement en graphite, glissent dessus et, au bon moment, un courant électrique est fourni aux enroulements. C'est ce qu'on appelle un contact glissant.
- L'arbre lui-même est une tige métallique, à ses extrémités il y a des sièges pour roulements, il peut avoir des filetages ou des évidements, des rainures pour fixer des engrenages, des poulies ou d'autres pièces entraînées par un moteur électrique.
- Une turbine de ventilateur est également placée sur l'arbre afin que le moteur se refroidisse et ne doive pas installer de dispositif supplémentaire de dissipation thermique.
Il convient de noter que tous les rotors n'ont pas d'enroulements, qui sont essentiellement un électro-aimant. Au lieu de cela, des aimants permanents peuvent être utilisés, comme dans les moteurs CC sans balais. Mais un moteur asynchrone avec un rotor à cage d'écureuil dans sa forme habituelle n'a pas du tout d'enroulements; à la place, des tiges métalliques à cage d'écureuil sont utilisées, mais plus sur celui ci-dessous.
Qu'est-ce qu'un stator?
Un stator est une partie fixe d'un moteur électrique. Habituellement, il est combiné avec le corps de l'appareil et est une pièce cylindrique. Il est également composé de nombreuses plaques pour réduire l'échauffement dû aux courants de Foucault, sans faute verni. Aux extrémités se trouvent des sièges pour des paliers lisses ou roulants.
La conception s'appelle un boîtier de stator; elle est enfoncée dans le boîtier en fonte de l'appareil. À l'intérieur de ce cylindre, des rainures sont faites pour les enroulements qui, ainsi que pour le rotor, sont imprégnés de composés spéciaux afin que la chaleur soit uniformément répartie dans tout l'appareil et que les enroulements ne soient pas frottés les uns contre les autres par vibration.
Les enroulements de stator peuvent être connectés de différentes manières, selon le but et le type de machine électrique. Pour les moteurs triphasés, les types de connexion en étoile et en triangle sont applicables. Ils sont présentés dans le schéma:
Pour effectuer les connexions, une boîte de jonction spéciale («bore») est fournie sur le boîtier de l'appareil. Le début et la fin de trois enroulements sont introduits dans cette boîte et des borniers spéciaux de différentes conceptions sont fournis, selon la puissance et le but de la machine.
Il existe de sérieuses différences dans le fonctionnement des moteurs avec différentes connexions des enroulements. Par exemple, lorsqu'il est connecté par une étoile, le moteur démarre en douceur, mais il ne sera pas possible de développer une puissance maximale. Lorsqu'il est connecté par un triangle, le moteur électrique donnera tout le couple déclaré par le constructeur, mais les courants de démarrage atteignent dans ce cas des valeurs élevées. Le réseau électrique peut tout simplement ne pas être conçu pour de telles charges. L'utilisation de l'appareil dans ce mode est lourde de chaleur pour les fils et dans un endroit faible (ce sont les points de connexion et les connecteurs), le fil peut brûler et provoquer un incendie. Le principal avantage des moteurs à induction est la commodité de changer le sens de leur rotation, il suffit d'échanger la connexion de deux enroulements.
Stator et rotor dans les moteurs à induction
Les moteurs asynchrones triphasés ont leurs propres caractéristiques, le rotor et le stator en eux diffèrent de ceux utilisés dans d'autres types de moteurs électriques. Par exemple, un rotor peut avoir deux conceptions: cage d'écureuil et phase. Examinez plus en détail les caractéristiques structurelles de chacun d'eux. Cependant, pour commencer, regardons brièvement comment fonctionne un moteur asynchrone.
Un champ magnétique tournant est créé dans le stator. Il induit un courant induit sur le rotor et le met ainsi en mouvement. Ainsi, le rotor essaie toujours de «rattraper» le champ magnétique tournant.
Il est également nécessaire de mentionner une caractéristique aussi importante d'un moteur à induction que le glissement du rotor. Ce phénomène réside dans la différence entre les vitesses du rotor et le champ magnétique créé par le stator. Cela s'explique précisément par le fait que le courant n'est induit dans le rotor que lorsqu'il se déplace par rapport au champ magnétique. Et si les vitesses de rotation étaient les mêmes, alors ce mouvement n'aurait tout simplement pas eu lieu. En conséquence, le rotor essaie de «rattraper» le champ magnétique en rotation, et si cela se produit, le courant dans les enroulements cesse d'être induit et le rotor ralentit. A ce moment, la force agissant sur lui croît, il recommence à accélérer. Et donc l'effet de stabilisation de la vitesse de rotation est obtenu, pour lequel ces moteurs électriques sont très demandés.
Rotor à cage d'écureuil
C'est également une structure constituée de plaques métalliques qui remplissent la fonction d'un noyau. Cependant, au lieu d'un enroulement en cuivre, des tiges ou des tiges y sont installées qui ne se touchent pas et sont court-circuitées avec des plaques métalliques aux extrémités. Dans ce cas, les tiges ne sont pas perpendiculaires aux plaques, mais orientées en biais. Ceci est fait pour réduire les pulsations du champ magnétique et du moment. Ainsi, des courts-circuits sont obtenus, et le nom vient d'ici.
Rotor de phase
La principale différence entre un rotor de phase et un rotor court-circuité est la présence d'un enroulement triphasé, placé dans les rainures du noyau et connecté dans un collecteur spécial à trois anneaux au lieu de lamelles. Ces enroulements sont généralement reliés par une "étoile". De tels moteurs électriques nécessitent plus de main-d'œuvre en production en raison de la complexité de la conception, cependant, leurs courants de démarrage sont inférieurs à ceux des moteurs avec un rotor à cage d'écureuil, et ils sont également plus susceptibles d'être ajustés.
Nous espérons qu'après avoir lu cet article, vous n'avez plus de questions sur ce qu'est un rotor et un stator d'un moteur électrique et quel est leur principe de fonctionnement. Enfin, nous vous recommandons de regarder une vidéo dans laquelle ce problème est clairement pris en compte:
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