Moteur à rotor à cage

A. Stator du moteur à rotor à cage
1. Le noyau du stator est constitué de tôles d'acier au silicium mutuellement isolées d'une épaisseur de 0,50 mm (acier au silicium laminé à froid). Il y a des fentes uniformément réparties sur le cercle intérieur des tôles d'acier au silicium, qui sont utilisées pour intégrer les enroulements triphasés du stator.
2. Enroulements du stator, trois groupes sont enroulés avec des fils émaillés et sont intégrés symétriquement dans les mêmes fentes de fil dans les fentes du noyau du stator (les fentes sont isolées avec du papier isolant et du papier de couverture isolant). Ces enroulements triphasés peuvent être connectés en étoile ou en étoile. triangle.
3. Cadre : Le cadre est en fonte ou en acier moulé. Sa fonction est de fixer le noyau et les enroulements.

Fonction du stator du moteur à rotor à cage

Génération de champ magnétique tournant
Le stator est l’élément clé du moteur à rotor en cage qui génère le champ magnétique tournant. Lorsqu'un courant alternatif triphasé circule dans les enroulements du stator, les champs magnétiques générés par les courants triphasés dans l'espace interne du noyau du stator se synthétisent en un champ magnétique rotatif car les courants triphasés diffèrent les uns des autres par un angle électrique. de 120 degrés dans le temps. La vitesse de rotation de ce champ magnétique tournant (qui est la fréquence de l'alimentation, est le nombre de pôles du moteur). Par exemple, la vitesse synchrone du champ tournant dans un moteur à rotor à cage 4-polaires avec une alimentation de 50 Hz. Ce champ magnétique rotatif est comme une « main de puissance » invisible et constitue la base de la capacité du moteur à convertir l’énergie électrique en énergie mécanique.
La disposition des enroulements du stator et la manière dont ils sont connectés sont essentielles à la génération du champ magnétique rotatif correct. Habituellement, des enroulements triphasés à double couche ou des enroulements à une seule couche sont utilisés, et le nombre de tours, le diamètre du fil et d'autres paramètres des enroulements seront conçus en fonction de la puissance, de la tension et d'autres exigences du moteur. Il existe deux types de connexions d'enroulement : la connexion en étoile (Y) et la connexion en triangle (△), et différentes méthodes de connexion affecteront les performances du moteur en termes de tension, de courant et de puissance. Par exemple, dans la connexion en étoile, la tension de ligne est le double de la tension de phase ; dans la connexion triangle, le courant de ligne est le double du courant de phase.
Établir le circuit du champ magnétique du moteur
Le noyau du stator est la principale voie d’accès au champ magnétique du moteur. Il est généralement constitué de tôles d'acier au silicium laminées, qui présentent les caractéristiques d'une perméabilité élevée et d'une faible perte de fer. Lorsque les enroulements du stator sont alimentés en courant pour générer un champ magnétique, le champ magnétique est principalement concentré à l’intérieur du noyau, formant une boucle fermée le long de la forme du noyau. L'établissement de cette boucle de champ magnétique permet au champ magnétique d'agir efficacement sur le rotor, améliorant ainsi l'efficacité de conversion électromagnétique du moteur. Sans le noyau du stator, le champ magnétique fuirait fortement dans l’espace environnant et ne pourrait pas entraîner efficacement la rotation du rotor.
La forme et la taille du noyau du stator affectent également les performances du moteur. Habituellement, le diamètre intérieur du noyau du stator détermine la taille du rotor, tandis que le diamètre extérieur est lié à des facteurs tels que la puissance et la dissipation thermique du moteur. Par exemple, pour les moteurs à rotor cage de haute puissance, la taille du noyau du stator sera augmentée en conséquence afin de pouvoir résister à une force électromagnétique plus importante et générer un champ magnétique suffisant, et sa conception structurelle prendra également en compte une meilleure manière de dissipation thermique pour empêcher le noyau de surchauffer et conduire à une diminution des propriétés magnétiques.
Interface pour l'entrée d'énergie électrique
L'enroulement du stator est l'interface permettant au moteur de recevoir de l'énergie électrique. Une alimentation CA triphasée externe est connectée aux bornes de l'enroulement du stator via un câble pour alimenter le moteur en énergie électrique. Dans ce processus, l’enroulement du stator joue le rôle de diriger l’énergie électrique d’alimentation vers l’intérieur du moteur. Selon la tension nominale et le courant nominal du moteur, le niveau d'isolation de l'enroulement du stator, la section transversale du fil et d'autres paramètres seront conçus en conséquence. Par exemple, pour les moteurs à haute tension, les enroulements du stator doivent être isolés avec un matériau isolant de qualité supérieure pour éviter toute rupture d'isolation entre les enroulements ou entre les enroulements et le noyau de fer.
Les caractéristiques de résistance et d'inductance des enroulements du stator peuvent également avoir un effet sur les performances du moteur. La résistance provoque une perte d'énergie électrique (c'est le courant, c'est la résistance) dans les enroulements, et cette perte est émise sous forme de chaleur, réduisant ainsi l'efficacité du moteur. L'inductance, quant à elle, affecte la puissance réactive et le facteur de puissance du moteur. Les performances du moteur peuvent être optimisées en concevant raisonnablement les paramètres de l'enroulement du stator. Par exemple, la réduction de la résistance du bobinage réduit les pertes de cuivre et améliore le rendement du moteur ; un ajustement raisonnable de l'inductance améliore le facteur de puissance.
Déterminer le nombre de pôles et la vitesse synchrone du moteur
Le nombre de pôles de l'enroulement du stator détermine le nombre de paires de pôles du moteur, qui à son tour détermine la vitesse synchrone du champ magnétique tournant du moteur. Le nombre de pôles est un paramètre important du moteur et différents nombres de pôles conviennent à différentes applications. Par exemple, la vitesse synchrone des moteurs à pôles 2- est plus élevée, adaptée aux occasions nécessitant une vitesse de sortie élevée, telles que les ventilateurs à grande vitesse, les petites pompes, etc. ; 4-les moteurs à pôles ont une vitesse synchrone modérée et une gamme d'applications plus large, telles que les entraînements d'équipements industriels généraux, les compresseurs de climatisation, etc. ; Les moteurs à pôles 6- ou 8- pôles ont une vitesse synchrone inférieure, adaptée aux occasions à faible vitesse nécessitant un couple de sortie important, telles que les grues, les bandes transporteuses, etc.
Le nombre de pôles du moteur peut généralement être déterminé par la répartition des enroulements du stator. Dans la fabrication des moteurs, les enroulements du stator sont divisés en différentes bandes de phase selon les exigences de conception, et le nombre d'enroulements dans chaque bande de phase et la position de distribution déterminent le nombre de pôles du moteur. Lors de la sélection d'un moteur, l'utilisateur peut déterminer le nombre approprié de pôles en fonction des exigences réelles de l'application (telles que la vitesse, le couple, etc.), afin de sélectionner un moteur à rotor à cage approprié.

B. Rotor du moteur à rotor à cage
1. Le noyau du rotor est constitué de tôles d'acier au silicium de 0,50 mm d'épaisseur, mutuellement isolées (acier au silicium laminé à froid).

2. Enroulement du rotor
1) Cage d'écureuil - Moteur asynchrone à cage d'écureuil (fonte d'aluminium)
2) Moteur asynchrone bobiné (fil de cuivre enroulé)
3. Arbre rotatif, une charge mécanique est ajoutée à l'arbre rotatif

Fonctions du rotor du moteur du rotor à cage

Génération de couple électromagnétique
Lorsqu'un moteur à rotor à cage est en fonctionnement, l'enroulement du stator est alimenté par un courant alternatif triphasé pour générer un champ magnétique tournant. En raison du mouvement relatif entre les barres de guidage du rotor et le champ magnétique rotatif, les barres de guidage du rotor couperont l'inductance magnétique pour générer un courant induit. Ces barres de guidage à courants induits sont dans le champ magnétique tournant. Les forces exercées sur les nombreuses barres de guidage du rotor forment une force combinée qui produit un couple électromagnétique permettant au rotor de suivre le champ magnétique tournant du stator, convertissant ainsi l'énergie électrique en énergie mécanique. Par exemple, dans les applications industrielles, lorsqu'un moteur entraîne une bande transporteuse, le couple électromagnétique agit sur le rotor, le faisant tourner, ce qui entraîne le mouvement de la bande transporteuse, réalisant ainsi le transport du matériau.
Régulation de la vitesse du moteur
La vitesse de rotation d'un moteur à rotor à cage est étroitement liée à la vitesse de rotation, qui à son tour est liée à l'état de fonctionnement du rotor. Le taux de rotation (où est la vitesse synchrone du champ magnétique tournant du stator et la vitesse réelle du rotor). Pendant le fonctionnement du moteur, lorsque la charge change, la vitesse du rotor change en conséquence, ce qui entraîne une modification de la vitesse de montée. Par exemple, lorsque la charge augmente, la vitesse du rotor diminue et la vitesse de balayage augmente. Selon le principe de l'induction électromagnétique, l'augmentation du taux de divergence fait augmenter relativement la vitesse des barres de guidage du rotor coupant l'inductance magnétique, le courant induit augmente et le couple électromagnétique augmente jusqu'à ce que le couple électromagnétique soit rééquilibré avec le couple de charge et le moteur fonctionne de manière stable à la nouvelle vitesse.