Електрическата машина има статор и ротор, разделени от въздушна междина (фиг. 3.1). Активните му части са магнитната верига и намотките. Всички останали части са конструктивни, осигуряващи необходимата твърдост, здравина, възможност за въртене, охлаждане и др.
Магнитната верига на машината, през която се затваря променливият магнитен поток, е направена ламинирана - от листове от електрическа стомана, като трансформатор. Ако потокът е постоянен, тогава магнитната верига може да се направи масивна; в този случай той може да изпълнява и структурни функции, тоест да служи като елемент, който осигурява здравината на дадена част от машината (статор или ротор).
Тъй като в частите на електрическите машини магнитният поток е затворен по сложни контури, различни от прави линии, в тях обикновено се използва изотропна студеновалцувана стомана. Само за производство на стълбове на синхронни машини и големи машини постоянен токпонякога се използва анизотропна студено валцувана стомана, тъй като при полюсите посоката на магнитните линии съвпада с посоката на валцуване, при което магнитната проницаемост е много висока. Ядрата на статори и ротори на асинхронни машини и котви на синхронни DC машини са щамповани от изотронни студеновалцувани стоманени рулони, което позволява спестяване на около 10-15% при рязане в сравнение с листова стомана, в резултат на което листовата стомана се използва много Рядко.
В машини с ниска мощност се използва стомана от марката 2013 г., с ниско съдържание на силиций, доста вискозна, което прави възможно получаването на малки жлебове със сложна конфигурация. В машини със средна и висока мощност се използват стомани марки 2212, 2311 и 2411 с високо съдържание на силиций. Тези стомани са по-крехки, което ги прави трудни за щамповане, но имат ниски загуби от ремагнетизиране и не изискват отгряване на сърцевината след щамповане.
В микромашините широко се използват и магнитни ядра, сглобени от листове желязо-никелови сплави от типа пермалой.
Статорът на асинхронните и повечето синхронни машини се състои от ламинирана магнитна верига (фиг. 3.2, а), който се пресова в лята рамка (фиг. 3.2, 6 ). Тъй като променлив магнитен поток не се затваря през масивна рамка, рамката може да бъде направена от немагнитен материал (алуминий) или феромагнитен материал с ниска магнитна проницаемост (чугун), относително евтин и добре адаптиран към леярната технология. Върху вътрешната повърхност на ламинирания статор, в жлебовете, се поставя намотката на статора.
Роторът на асинхронна машина (фиг. 3.2, в) обикновено се състои от сърцевина, изработена от листове от електротехническа стомана. Сърцевината се притиска към вала или втулката на ротора (за големи размери на машината) и се компресира със специални шайби под налягане. В жлебовете, разположени на външната повърхност на ротора (подобни по форма на каналите на статора), е разположена намотката на ротора. В синхронните машини роторът е масивен, тъй като има полюси с възбуждащи намотки, чийто магнитен поток е неподвижен спрямо ротора. При производството на роторни и статорни листове в тях се щамповат канали (фиг. 3.3, аи б) за полагане на проводниците на намотките на ротора и статора, както и вентилационни канали за преминаване на охлаждащ въздух.
Конфигурацията на зъбите и процепите (фиг. 3.4 и 3.5) зависи от вида на машината и нейната мощност. При машини с висока мощност намотките на статора и ротора са направени от правоъгълни проводници; в този случай се използват отворени слотове с правоъгълна форма, които позволяват най-доброто разположение на проводниците и осигуряват тяхната надеждна изолация. В машини с ниска и средна мощност намотките на ротора и статора обикновено са направени от кръгъл проводник; в такива машини се използват полузатворени канали с овална или трапецовидна форма. В някои случаи при проводници с правоъгълно напречно сечение се използват полуотворени канали, които намаляват магнитното съпротивление на слоя "зъби - канали - въздушна междина" в сравнение с отворените канали. В микромашините роторите често имат кръгли прорези; това значително опростява и намалява разходите за производство на печати.
При полагане на проводниците в жлебовете дъното и стените са покрити с изолационен материал (електрокартон, лакирана кърпа, миканит и др.). Проводниците, както и техните горни и долни слоеве, също са изолирани един от друг. Колкото по-високонапрежението, при което работи машината, толкова по-голяма е диелектричната якост на изолацията на проводниците от сърцевината роторили статор.Проводниците се укрепват в жлебовете на ротора и статора с помощта на клинове, а върху ротора, освен това, с помощта на телени превръзки или стъклени превръзки, които се навиват върху челните части на намотката му (части от намотка, излизаща от сърцевината на ротора). В някои случаи превръзките са разположени на няколко места по протежение на сърцевината на ротора.
За подаване на ток към намотката на ротора или свързване на реостат към него, на ротора трябва да бъдат разположени плъзгащи пръстени: три пръстена за трифазен ток и два пръстена за постоянен ток. Изключение правят асинхронните машини с катерична клетка, които не изискват плъзгащи пръстени. Текущото събиране от плъзгащи пръстени се извършва с помощта на четки - правоъгълни пръти, изработени от смес от въглища, графит и метален прах (мед и олово). Четките се монтират в специални държачи за четки и се притискат към контактната повърхност с помощта на пружини. Електрическите машини до около 2000 kW имат сачмени или ролкови лагери, които са разположени в крайни щитове. За висока мощност се използват плъзгащи лагери.
Електрически автомобили променлив ток- асинхронните и синхронните, въпреки разликите в устройството и дизайна, имат много общо в принципа на действие и теорията. В тези машини при преминаване през намотките на статора или ротора променлив ток, който се променя синусоидално във времето, създава въртящо се магнитно поле. Това поле от своя страна пресича намотките на статора и ротора (или една от тях) и индуцира променлива ЕДС в тях. общоприето физически процесиопределя общостта на теорията и сходството на конструкцията на многофазни намотки на променлив ток и принципите на устройството на статора на асинхронна машина и котвата на синхронна машина.
6.1 Общо устройство на AC машини
AC машини (MPRT) са устройства, които преобразуват AC електрическа енергия в механична енергия и обратно. Подобно на DC машини (DC машини), те имат принцип на обратимости също имат подвижни и неподвижни части. Подвижната част се нарича ротор, а неподвижната част се нарича статор.
За разлика от MPT, при машините с променлив ток най-важният възел е неподвижната част, т.е. статор (фиг. 52). Това се дължи на факта, че именно в намотката на статора се индуцира ЕМП. В генератора той създава напрежение на клемите на машината, а в двигателя определя количеството на входящия ток и неговите механични характеристики.
Както и в котвата MPT, тя се поставя в жлебовете на статора. Статорът се състои от корпус (1), ядро (2) и намотка (3). Намотката на машините за променлив ток е 3-фазна и това обстоятелство е основна характеристика на машините за променлив ток. Факт е, че поради фазовото изместване на токовете един спрямо друг със 120 0 и пространственото разстояние на бобините в кухината на статора също с 120 0, е възможно да се създаде въртящо се магнитно поле.Този факт е илюстриран на фиг.53. Върху него има представителство 
флуктуации на 3 тока в намотки A, B, C, чието пространствено положение в статора е маркирано с три марки на долната кръгови диаграми. Тези намотки са изобразени в кръгове по посока на часовниковата стрелка по протежение на всеки от седемте кръга, символизиращи вътрешната кухина на статора. Черната стрелка във всеки кръг изобразява общото магнитно поле, създадено от тези намотки. И така, при 0 0, общото магнитно поле е насочено нагоре, към намотка А (токът в нея е положителен). При 60 0 , т.е. след известно време най-големият ток - с отрицателен знак - възниква в намотка B и общото магнитно поле става насочено от намотка B, която се намира в долната дясна част на обиколката на статора). При 120 0 токът в намотка C придобива най-голяма стойност - положителна - и общото магнитно поле се оказва насочено към намотка C, разположена в долната лява част на кръга на статора и т.н. Важен момент в разглежданата промяна в ориентацията на магнитното поле е, че то остава постоянно по модул. Тоест флуктуациите на 3 тока в намотките на статора водят до равномерно въртене на постоянно магнитно поле в кухината на статора.
Полученото магнитно поле (N-S) извършва един пълен оборот за един период на трептене. Както знаете, индустриалният 3-фазен ток има честота 50 Hz - следователно скоростта на въртене на магнитното поле в кухината на статора на MPRT е 50x60 = 3000 rpm. Поради обратимостта на машините с променлив ток, обратното твърдение също е вярно: да създадете три фазов токс честота на променлив ток 50 Hz, в машина с 3 намотки, скоростта на въртене на магнитното поле (N-S) - т.е. ротор с един чифт полюси - трябва да е 3000 rpm. Тази стойност на скоростта е максималната за серийни AC машини, но не е единствената възможна.
Всъщност, ако вместо 3 намотки в кухината на статора, 6 намотки се поставят в ред на редуване „A-B-C-A-B-C“, тогава за един период на колебание на тока във всяка фаза, индукционният вектор на общото магнитно поле ще се превърне само на 180 0 , и скоростта на въртене на полето ще намалее до 1500 rpm. В същото време роторът на такава машина трябва да има 2 двойки полюси "N-S-N-S", тъй като след изтичане на пълния период на текущите трептения и въртенето на ротора със 180 0, ориентацията на полюсите трябва да придобие оригиналната му конфигурация. Това е възможно само ако едноименните полюси на ротора също са под ъгъл от 180 0 , а противоположните полюси са под ъгъл от 90 0 .
Основните видове AC машини
Машините за променлив ток според броя на фазите се делят на многофазни и еднофазни. Най-често машините се правят трифазни в съответствие с системата за трифазен ток, използвана в електроцентралите. За автоматични устройства и за домакински електрически уреди се използват двуфазни машини, а понякога и еднофазни машини. Работата на многофазните машини и някои еднофазни машини се основава на образуването на въртящо се магнитно поле.
Всяка машина с променлив ток, подобно на DC машина, се състои от статор и ротор. Според метода на формиране на магнитното поле на статора и ротора, машините с променлив ток се разделят на две групи: асинхронни и синхронни.
НО. асинхронна машина.Асинхронната машина е машина с променлив ток, в която скоростта на въртене на ротора зависи от натоварването. Магнитното поле в асинхронна машина се създава от променлив ток в намотките на статора и ротора. Скоростта на въртене на ротора е различна от скоростта на въртене на полето.
Асинхронните машини се делят на безчеткови и колекторни. Безчетковите асинхронни машини са най-разпространени електрически машинив националната икономика и се използват главно като двигатели. Колекторните асинхронни машини имат по-голямо разнообразие от характеристики в сравнение с безчетковите, използват се и като двигатели, но имат ограничено приложение.
Основният тип асинхронна безчеткова машина е трифазен двигателв два основни варианта: двигател с намотка на фазов ротор (фиг. 1, а) и двигател с намотка на ротор с катерица (фиг. 1.6). Структурните схеми на тези машини са показани на фиг. 1, където 1 е ядрото на статора, сглобено от листова електрическа стомана, 2 е трифазна намотка на статора, свързана към мрежата за променлив ток, 3 е сърцевината на ротора, 4 е фазовата намотка на ротора, 5 са контактни пръстени за свързване с пусков или регулиращ реостат, 6 - късо съединена намотка на ротора.
Ориз. 1. Структурна схема на трифазен индукционен двигател: a - с фазова намотка на ротора, b - с намотка на ротор с катерица
B Синхронна машина.Синхронна машина е такава машина с променлив ток, чиято скорост на въртене на ротора е равна на скоростта на въртене на първия хармоник на полето на статора и се определя от 
Ориз. 2. Структурна схема на трифазен синхронен генератор 
честота/променлив ток в намотката на статора и броя на двойките полюси на машината
(1)
По правило магнитното поле в синхронна машина се създава от DC намотката на ротора и AC намотката на статора. В синхронните машини с ниска мощност вместо DC намотка на ротора се използват постоянни магнити (магнити).
Тоелектрически синхронни машини) или магнитното поле се създава само от променливия ток на намотката на статора (синхронни машини с нежелание). Синхронните машини намират широко приложение като трифазни генератори на променлив ток в електроцентралите и се използват и като електродвигатели.
На фиг. 2 е показана структурна схема на трифазна синхронна машина. Тук 1 - ядро на статора, 2 - трифазна намотка на статора, 3 - полюси на ротора с DC намотка, 4 - пръстени за свързване на намотката на ротора към източник на постоянен ток, 5 - вентилатори. 
Ориз. 3. Основните видове синхронни машини: а - с ротор с изпъкнал полюс, b - с неизразен полюс ротор
Според роторното устройство се разграничават два вида синхронни машини: машина с ротор с изпъкнал полюс, при която намотките на постояннотокова намотка са поставени върху изпъкнали полюси (фиг. 3, а) и машина с неизразен полюсен ротор , в който разпределената DC намотка се полага в жлебовете на ротора (фиг. 3.6).
Синхронната машина с открояващи се полюси се произвежда за скорости на въртене до 1500 rpm и се използва като генератор или двигател. Най-големите синхронни машини са инсталирани на водноелектрически централи и се задвижват от водни турбини със скорост до 300 об/мин.
Синхронната машина с незабележими полюси се използва главно като генератор в топлоелектрически централи и се задвижва от парна турбина със скорост от обикновено 3000 rpm (при честота 50 Hz).
Общи елементи на устройството и теорията на машините с променлив ток
Намотките на статора обикновено са свързани към мрежа с променлив ток и създават въртящо се магнитно поле, така че устройството на тази част от асинхронните и синхронните машини е едно и също. Ядрото на статора е направено от лист електрически
стомана с дебелина 0,5 мм.
На вътрешната повърхност на статора има жлебове, в които е положена намотката. Формата на жлеба зависи главно от мощността на машината. 
Ориз. 4. Частично отворен жлеб
При мощност до 100 kW и напрежение до 500 V се използват частично отварящи се канали (фиг. 4). Изолацията на намотката от сърцевината обикновено е трислойна: два слоя електрически картон и между тях слой лакиран плат или синтетичен филм. Общата дебелина на изолацията е 0,3-0,7 мм. Страните 1 на меки намотки от кръгъл проводник се полагат през отвора 3 на жлеба, всеки един или повече проводници, след което краищата на изолацията се прегъват и така се затваря всеки жлеб. Страните на намотката се задържат в жлеба от клин 2, изработен от дърво или ламинат. 
Ориз. 5. Частично затворен слот и изолация на намотката
1 - уплътнение от импрегниран електрически картон с дебелина 0,2 мм,
2 - калико лента от край до край, с дебелина 0,15 липа, 3 - подложка от електрически картон, дебелина 0,5 мм, 4 - импрегниран електрически картон, дебелина 0,20 мм в 1 слой, 5 - черен лакиран плат с дебелина 0,3 мм в 1 слой , c - импрегниран електрически картон с дебелина 0,10 мм 
от край до край, 7 - уплътнение от електрически картон с дебелина 0,2 мм
Ориз. 6. Отворен жлеб и изолация на намотките
1 - подложка от електрически картон (дебелина 0,5 lx), 2 - миканитова подложка (дебелина 0,2 lx), 3 - микафолиум (9 слоя с дебелина 0,25 lsh), 4 - електрически картон (1 слой с дебелина 0,15 lx), 5 - изработено уплътнение от електрически картон с дебелина 1,7 кора
Частично затворени канали (фиг. 5) се използват за машини с мощност до 400 kw и напрежение до 500 V. В този случай всяка намотка се състои от две полунамотки, навити с правоъгълен проводник. Полунамотките получават окончателната си форма върху специални шаблони, преди да бъдат положени в жлебовете.
При машини с голяма мощност и при напрежение над 500 V, намотките се изработват от правоъгълен проводник и се изолират преди да бъдат положени в правоъгълни канали (фиг. 6).
AC машините са малко по-различни по дизайн от машините с постоянен ток. Всяка машина се състои отдве основни части: неподвижната част, наречена статор, и въртящата се част, наречена ротор. За разлика от машините с постоянен ток, машините с променлив ток имат котвена намотка на статора и възбуждаща намотка на ротора. Вместо колектор, роторът има изолирани пръстени, през които токът се отвежда към възбуждащата намотка. Машините за променлив ток са синхронни и асинхронни.
Синхронните и такива машини се наричат променлив ток, чиято скорост на въртене се определя от честотата на тока. С промяна в честотата на тока такива машини едновременно (синхронно) променят скоростта. По правило в синхронните машини постоянен ток от външен източник преминава през намотката на възбуждане. Синхронните машини са обратими, тоест могат да работят като генератори и електрически двигатели. Конструкцията на синхронен двигател е почти същата като конструкцията на синхронен генератор.
Тъй като на корабите на флота вериги за променлив ток се захранват от трифазни синхронни генератори, ще се спрем на тяхното устройство и принцип на работа.
Намотката на котвата на трифазен синхронен генератор е разположена в статора и се състои от три отделни фазови намотки, изместени една спрямо друга с 120 ° C (1/3 от периода), така че индуцираната e. д.с. във всяка фаза достигна своя максимум 1/3 от периода след максимума e. д.с. съседна фаза. Намотката на възбуждане е положена върху ротора, а източникът на захранване за нея може да бъде малък генератор на постоянен ток (възбудител), монтиран на същия вал със синхронен генератор или дори батерия.
Намотките на статора са свързани една с друга чрез звезда или триъгълник, докато три проводника (три контакта) отиват към външната верига от намотката на статора. На фиг. 167 показва схема и надлъжен разрез на синхронен трифазен алтернатор с възбудител.
Намотките на статора са свързани една с друга чрез звезда или триъгълник, докато три проводника (три контакта) отиват към външната верига от намотката на статора. На фиг. 167 показва схема и надлъжен разрез на синхронен трифазен генератор на променлив ток с възбудител.
Роторът се състои от полюсни ядра 1, възбуждащи намотки 2, захранван от постоянен ток през плъзгащи пръстени 5. Статорът се състои от активна армирана стомана 3, служи като магнитопровод, и леглото 6, служещи за закрепване на стоманени анкери и монтиране на машината върху основата. Активната стомана на котвата е изработена от листове от специална стомана с дебелина 0,5 или 0,35 мм. Листовете са изолирани от двете страни със специален лак. Навиване 4 пасва в канали, щамповани в статорната стомана.
На фиг. 168, апоказва разположението на трифазна намотка на статора (на една четвърт от частта му), а на диаграми b и в- свързване на намотката на статора в триъгълник и в звезда.
Когато е свързан към триъгълник, началото на първата фаза I се свързва към края на II, началото на II - към края на III и накрая началото на III - към края на I. При свързване на статорни намотки със звезда, краищата на всички фази са свързани към една точка, наречена нула, а началото на всички фази остава свободно и да секъм него е свързана външна верига, в която се подава електрическата енергия, генерирана от генератора.
Синхронно трифазни генераторив момента са основните източници електрическа енергиякакто в крайбрежни, така и в корабни електроцентрали с всякакъв капацитет.
Понастоящем синхронните генератори се използват широко на морски плавателни съдове, в които намотката на възбуждане се захранва от тока на статора, предварително изправен с помощта на токоизправители. Възбуждащата верига на тези машини осигурява такава промяна на тока на възбуждане, при която напрежението на клемите на генератора се поддържа почти постоянно. Такива генератори се наричат синхронни генератори със самовъзбуждане и саморегулиране на напрежението.
Дизайнът на синхронен двигател не се различава фундаментално от дизайна на синхронен генератор. За да накара синхронния генератор да работи в двигателен режим, е необходимо да изключите главния двигател и да доведете трифазен ток от веригата към фазовите намотки на статора. В този случай генераторът ще се превърне в синхронен електродвигател, който консумира ток. Преминавайки през фазовите намотки, променлив трифазен ток създава въртящо се магнитно поле, което, взаимодействайки с електромагнита на ротора, го влачи в посоката на неговото въртене. В резултат на това роторът ще се върти със същата честота като въртящото се магнитно поле, докато няма да спре, дори ако го натоварите, като го свържете към някакъв механизъм. Това е същността на работата на синхронен двигател.
Регулирането на скоростта на въртене на ротора на синхронен двигател се извършва чрез промяна на честотата на тока на веригата и промяна на посоката на въртене на ротора - чрез превключване на произволни две фази, тоест взаимно повторно свързване на два захранващи проводника. Недостатъците на синхронните двигатели включват факта, че по време на стартиране те трябва да бъдат завъртени от външен механизъм до скорост, която осигурява въртящо се магнитно поле на статора.
За да се преодолее този недостатък, асинхронен стартсинхронни електродвигатели, което се крие във факта, че при стартиране променлив ток се предава от веригата през специални намотки на ротора.
ТРАНСФОРМАТОРИ
Трансформаторът е електромагнитно устройство, предназначено да увеличава или намалява напрежението на променлив ток. Действието на трансформатора се основава на явлението електромагнитна индукция.
Трансформаторът се състои от затворена стоманена сърцевина 1 (фиг. 169), сглобени от плочи от специална трансформаторна стомана. Намотки се поставят върху сърцевината 2 и 3 (намотки) с различен брой завои на изолиран проводник. Една намотка, наречена първична 2, свързан към източник на променлив ток. Той създава променливо магнитно поле, което магнетизира ядрото. В друга намотка - вторична 3 (може да има няколко вторични намотки) поради електромагнитна индукция възниква променлив ток.
Напрежението в краищата на вторичната намотка зависи от броя на завоите в тази намотка. Ако броят на завоите на вторичната намотка е равен на броя на завоите на първичната намотка, тогава напрежението във вторичната намотка ще бъде същото като в първичната намотка. Ако броят на завоите на вторичната намотка е по-малък от броя на завоите на първичната намотка, например, "два пъти, тогава напрежението, дадено от вторичната намотка, ще бъде половината от това в първичната намотка.
Трансформатор, който доставя по-малко от първичното напрежение, се нарича понижаващ трансформатор, а трансформатор, който доставя повече от първичното напрежение, се нарича понижаващ трансформатор.
Ако вторичната намотка е отворена с веригата и захранването се подава към клемите на първичната намотка, тогава този режим на работа на трансформатора се нарича празен ход. Ако не вземем предвид загубите за нагряване на проводниците на намотките и сърцевината на трансформатора, тогава по време на трансформацията първичните и вторичните токове са приблизително обратно пропорционални на броя на завоите на съответните намотки и e. д.с. Първичната и вторичната намотки са право пропорционални на броя на завоите на съответните намотки. Мощността на първичния ток в трансформаторите е приблизително равна на мощността на вторичния ток, а токовете в намотките на трансформатора са обратно пропорционални на напреженията върху тези намотки.
За преобразуване на трифазен ток се използват трифазни трансформатори с три първични и три вторични намотки (три прътови) или групови трансформатори, които са съставени от три еднофазни (във всяка фаза е включен трансформатор). Първичната и вторичната намотки могат да бъдат свързани помежду си в звезда или триъгълник. Процесите, протичащи във всяка фаза на трифазен трансформатор, по принцип не се различават от тези в еднофазните трансформатори.
Освен трифазни се използват т. нар. автотрансформатори (предимно за инсталации с ниско напрежение), които имат само една намотка, част от която е обща за първичната и вторичната верига.
На корабите се използват специални видове корабни трансформатори за монтаж на открити палуби и на закрито. Всички морски трансформатори се произвеждат в затворени корпуси, оборудвани с лапи за закрепване.
Трансформаторът трябва да бъде проверен преди да бъде свързан към веригата и да се уверите, че върху него и в близост до вентилационните отвори няма чужди предмети, мръсотия, вода и масла.
АСИНХРОНИ ДВИГАТЕЛИ
Асинхронни двигатели се наричат двигатели, при които скоростта на ротора изостава от скоростта на магнитното поле на статора, когато през намотките му преминава трифазен ток.
Когато трифазен ток преминава през статорните намотки на трифазна машина, възниква въртящо се магнитно поле, под въздействието на което електричество. В резултат на взаимодействието на въртящото се магнитно поле на статора с токове, индуцирани в проводниците на ротора, възниква механична сила, която действа върху проводника с ток, което създава въртящ момент, който привежда ротора в движение. В същото време скоростта на ротора на асинхронния двигател винаги е по-малка от скоростта на въртящото се магнитно поле на статора поради приплъзване на ротора, което за съвременните двигатели е приблизително 2-5%.
По този начин асинхронният двигател получава енергия, подадена на ротора от въртящ се магнитен поток (индуктивно), за разлика от двигателите с постоянен ток, при които енергията се подава чрез проводници. Асинхронните двигатели, за разлика от синхронните, се възбуждат от променлив ток.
Асинхронният двигател, подобно на синхронния двигател, се състои от две основни части: статор с фазови намотки, през които преминава трифазен променлив ток, и ротор, чиято ос е положена в лагери. Роторът може да бъде с късо съединение и фаза (фиг. 170).
Катеричен ротор (фиг. 170, в)Това е цилиндър, около чиято обиколка са разположени проводници успоредно на оста му, затворени един към друг от двете страни на ротора с пръстени (под формата на катерично колело).
Асинхронен двигател с такъв ротор се нарича двигател с катерица. Недостатъците му включват: нисък стартов въртящ момент и висок ток в намотките на статора по време на стартиране. Ако искат да увеличат пусковия момент или да намалят пусковия ток, те използват асинхронни двигатели с фазов ротор (фиг. 170, G).Тези двигатели имат същата намотка на ротора като на статора. В този случай краищата на намотките са свързани към плъзгащи пръстени (фиг. 170, д)разположен на вала на двигателя. Контактните пръстени са свързани към стартовия реостат с помощта на четки.
За стартиране на двигателя в захранващата верига е включен статор, след което съпротивлението на стартовия реостат постепенно се отстранява от веригата на ротора. При стартиране на двигателя контактните пръстени са накъсо от контактите на стартера,
Надлъжно сечение на асинхронен електродвигател с фазов ротор
На фиг. 171 показва надлъжен разрез на асинхронен двигател с фазов ротор. В случай 6 намотката на статора 5 е поставена, положена в канали 4 статорна стомана. в жлебове 2 стоманен ротор лежи намотка 3 ротор.
Пускането на електродвигател с ротор с катерична клетка може да се извърши чрез директно включване на стартера при пълно работно напрежение на веригата (метод на директен старт). Въпреки това, поради рязко увеличение на индуцираната e. д.с. и пусков ток, напрежението в целта в началния момент намалява, което се отразява неблагоприятно на работата на задвижващия двигател и други консуматори, захранвани от тази верига.
В случай на голям пусков ток, за да се намали, асинхронните двигатели с ротор с катерична клетка обикновено се стартират по два начина: чрез превключване на намотките на статора в момента на стартиране от звезда към триъгълник, ако намотките на статора са свързани в триъгълник по време на нормална работа на електродвигателя или чрез включване на електродвигателя чрез стартов реостат (или автотрансформатор) в статорните вериги.
Двигателят се спира чрез изключване на контактора. След като двигателят спре, стартовият реостат или автотрансформаторът е напълно задействан. Скоростта на въртене на асинхронните двигатели се регулира чрез промяна на съпротивлението на реостата, включен в роторната верига (за електродвигатели с фазов ротор), и превключване на намотките на статора за промяна на броя на двойките полюси (за електродвигатели с катерица -клетъчен ротор).
Обръщането на посоката на въртене на асинхронните двигатели се постига чрез промяна на посоката на магнитното поле на въртящия се статор чрез превключване на всяка две от трите фази на намотката на статора (използвайки проводници, свързващи скобите на статорната намотка към веригата) с помощта на конвенционален двуполюсен превключвател.
Асинхронните двигатели са прости по дизайн, имат по-малки размери и тегло в сравнение с DC двигателите, в резултат на което са много по-евтини. В допълнение, те са по-надеждни при работа, изискват по-малко внимание по време на поддръжка поради липсата на въртящ се колектор и апарат за четки; те имат по-висока ефективност, оборудването им за управление е много по-просто и по-евтино от това на DC двигателите. Асинхронните двигатели работят без искри, което е възможно при DC машини с нарушено превключване, така че са по-безопасни от гледна точка на пожар.
Изброените основни предимства на асинхронните двигатели обясняват съвременната тенденция на широкото въвеждане на променлив ток върху морските съдове. Трябва да се отбележи, че в индустрията асинхронните двигатели отдавна са спечелили доминираща позиция в сравнение с други видове електродвигатели.
Асинхронните двигатели се изграждат с мощност от части от киловат до много хиляди киловата. Морските кораби използват предимно асинхронни двигатели с ротор с катерична клетка, които се предлагат във водоустойчиви и устойчиви на пръски версии и са оценени на 380/220 V.
Тестови въпроси:
1. Какъв е принципът на DC генератора?
2. Кои са основните части на електрическа машина с постоянен ток и какво е тяхното предназначение?
3. Как се разделят DC машините по дизайн?
4. Какъв е принципът на работа на DC мотора?
5. Какви са основните правила за поддръжка на електрическите машини с постоянен ток?
6. Кои машини се наричат синхронни и какъв е принципът на тяхното действие?
7. За какво служат трансформаторите, каква е тяхната конструкция и принцип на действие?
8. Кои двигатели се наричат асинхронни и какъв е принципът на тяхната работа?
9. Как се разделят асинхронните двигатели според конструкцията на ротора?
ЕЛЕКТРИЧЕСКО ОБОРУДВАНЕ НА КОРАБИ
Електрическото оборудване на кораба е проектирано да осигурява контрол, радиокомуникации, работа на радарни станции и условия за обитаемост на кораба.
Електрическо оборудване - всеки кораб се състои от четири задължителни елемента (фиг. 1) - източници на електричество; разпределителни устройства (разпределителни табла, органи за управление на електрически инсталации); електрически мрежи; консуматори на електроенергия.
Ориз. 1. Електроенергийна система на кораба (опция): 1- основни (главни) турбогенератори; 2- главно разпределително табло; 3 - резервни захранвания; 4 - групови разпределителни табла; № 5 - консуматори на електроенергия
Машините за променлив ток са предназначени да преобразуват механичната енергия в електрическа енергия (генератори) или да преобразуват електрическата енергия в механична енергия (двигатели).
Те са разделени на:
Асинхронен
Синхронно
При първите честотата на въртене на магнитното поле се различава от честотата на въртене на ротора, докато при втория не.
Асинхронният и синхронният MPT са:
с ротор с катерична клетка
С фазов ротор
В зависимост от броя на фазите те се делят на еднофазни, двуфазни и трифазни.
78. Устройство, принцип на действие и характеристики на трифазни асинхронни двигатели.
Основните части на IM са фиксиран статор и въртящ се ротор, разделени от въздушна междина.
статорсе състои от алуминиев или чугунен корпус, вътре в който е ядрото на статора - кух цилиндър, изработен от листове от електротехническа стомана, изолирани един от друг. На вътрешната повърхност на този цилиндър в жлебовете е поставен трифазна намоткаот три еднакви части, наречени фази. Фазите на намотката са свързани със звезда или триъгълник и са свързани към трифазна мрежа.
роторе цилиндрична сърцевина, изработена от листове от електротехническа стомана, изолирани един от друг с жлебове на външната повърхност, в които са поставени проводниците на намотката на ротора. Намотката на ротор с катерична клетка е направена под формата на катерично колело - цилиндрична клетка, изработена от медни или алуминиеви пръти, които се полагат без изолация в жлебовете на ротора. Крайните краища на прътите са късо съединени от двете страни на ротора с пръстени.
Принципът на действие на кръвното наляганее както следва: когато намотката на статора се захранва от електрическата мрежа трифазен токстаторът създава въртящо се магнитно поле, проникващо в ядрото на статора, ротора и въздушната междина. Въртящото се магнитно поле пресича проводниците на ротора и индуцира в тях ЕМП, под действието на което в проводниците на ротора възникват токове. Взаимодействието на роторните токове с въртящо се магнитно поле създава въртящ момент М, под действието на който роторът се върти.
За AD се разграничават следните типове характеристики: механични и работни. Механичната характеристика е зависимостта на скоростта на ротора от натоварването. Работните характеристики са зависимостите на скоростта на въртене n, момента на вала M 2, тока на статора I 1, кое. полезно действиеƞ и фактор на мощността cosφ от полезна мощност P 2 .
79. Режими на работа, механични и експлоатационни характеристики на трифазни асинхронни двигатели.
Режими на работа на двигателя: непрекъснат, краткотраен, прекъсващ.
Механичната характеристика е зависимостта на скоростта на ротора n от въртящия момент на вала. Пригодността на IM за управление на различни механизми зависи от неговия характер. Работните характеристики са зависимостите на скоростта на въртене n, въртящия момент на вала M 2, тока на статора I 1, ефективността ƞ и фактора на мощността cosφ от полезната мощност P 2. Тези характеристики служат за пълно разкриване на свойствата на самия двигател. Работните характеристики са показани на фигурата.
80. Енергийна диаграма и ефективност. трифазни асинхронни двигатели.
Първоначалната стойност е мощността P1 = U1I1cosφ1, подадена към двигателя от 3-фазна токова мрежа. Част от тази мощност ΔРpr1 се използва за нагряване на проводниците на намотката на статора. Останалата част от мощността Рvrp = Р1 - ΔРpr1 се преобразува в мощността на въртящото се магнитно поле. От него част от мощността ΔРm се изразходва за загуби в магнитната верига. Тези загуби се състоят от загуби от хистерезис и загуби от вихров ток. Загубите в сърцевината на ротора не играят практическа роля, т.к те са пропорционални на f2, а f2 е много малък. По този начин роторът се предава през въздушната междина електромагнитна мощност Rem \u003d Rvrm - ΔRm. Механична мощност, предавана към ротора Rm = Rem - ΔRpr2, където ΔRpr2 е мощността на загубите в намотката на ротора и полезна мощност на вала на ротора P2 = Pmech - ΔRmech - ΔRdob, където ΔRmech - механични загуби, ΔRdb - допълнителни загуби, създадени от пулсацията на магнитното поле. Ефективност на двигателя η = Р2 / Р1 = Р2 / (Р2 + ΔРс + ΔРе), където ΔРс са постоянни загуби. ΔРс = ΔРm + ΔРmech. ΔRe – променливи загуби. ΔRe = ΔРpr1 + ΔРpr2.
Ефективността на двигателя варира в зависимост от натоварването на двигателя. Коефициент на натоварване β = P2 / P2nom. Като се вземе предвид коефициента на натоварване η = βР2 / (βР2 + ΔРс + β 2 ΔРе).
Графика на ефективност спрямо β
Обикновено ефективност = 0,75 - 0,95.
С увеличаване на натоварването cosφ = P1 / S1 = P1 / (P1 2 + Q1 2) 0,5 = 1 / (1 + (Q1 2 / P1 2)) се увеличава, т.к. увеличава P1, а Q1 остава постоянен. С по-нататъшно увеличаване на β, потокът на изтичане на магнитния поток се увеличава, така че Q1 се увеличава, а cosφ намалява. Целесъобразно е да се използва IM при натоварвания близки до номиналните (β = 1).
нагоре 81. Начини за управление на скоростта на трифазни асинхронни двигатели.
Нека напишем формулата за определяне на скоростта на въртене: 
.
Скоростта на асинхронен двигател може да се контролира чрез промяна на приплъзването, броя на двойките полюси и честотата на мрежовия ток.
1. Промяната на приплъзването може да се постигне по 3 начина:
1.1. чрез промяна на симетричното напрежение U 1, подавано към статора;
Когато е непроменен. въртящ момент на вала на двигателя, увеличаването на напрежението причинява увеличаване на оборотите на двигателя, но диапазонът на промяна на честотата е малък, което се обяснява с тясна зона на стабилна работа на двигателя. Освен това означава. увеличаването на напрежението води до прегряване на двигателя, а намаляването на напрежението намалява капацитета на претоварване 
.
1.2. нарушаване на симетрията на това напрежение;
Нарушаването на симетрията на входното напрежение се извършва с помощта на автотрансформатор, включен в една от фазите. Когато напрежението на входа на автотрансформатора намалява, напрежението на изхода на автотрансформатора се увеличава асиметрично и скоростта на въртене намалява. Недостатъците са намаляване на ефективността на двигателя и тясна контролна зона. Прилага се за BP с малка мощност.
1.3. промяна активно съпротивлениероторни вериги.
Прилага се към АД с фазов ротор.
2. Регулиране на скоростта на въртене чрез промяна на честотата на тока на захранващата мрежа (регулиране на честотата).
Това изисква източници на енергия с регулируема честота на тока, които се използват като полупроводникови и електромагнитни честотни преобразуватели. Но с промяна в честотата на тока, електромагнитният въртящ момент на двигателя също се променя, следователно, за да се поддържа въртящият момент, факторът на мощността и ефективността на двигателя, е необходимо едновременно да се промени мрежовото напрежение. Ако регулирането се извършва при постоянно натоварване, тогава напрежението трябва да се промени пропорционално на честотата. Контролът на честотата ви позволява плавно да променяте скоростта на въртене в широк диапазон.
3. Промяна на скоростта чрез промяна на броя на двойките полюси.
Този метод се използва само за IM с ротор с катерична клетка и осигурява само стъпаловидно управление на честотата. Промяната на броя на двойките полюси може да се извърши по два начина:
1) две намотки с различен брой двойки полюси, които не са електрически свързани един с друг, се поставят в слотовете на статора. Чрез включване на различни намотки в мрежата се получават различни скорости. Недостатъците на метода са: увеличаване на размера и теглото на АД;
2) една намотка е поставена в слотовете на статора, чиято верига чрез превключване позволява да се намали броят на двойките полюси, например фазовата намотка се състои от две намотки, с тяхното последователно свързване = 2 и с паралелно връзка = 1. Началото и краищата на намотките се водят към клемите на екрана, така че превключването може да се извърши при работещ двигател.
82. Схеми за управление на трифазни асинхронни двигатели.
Най-простата схема за управление на двигателя. В тази верига, когато се натисне бутона SB1, напрежението се подава към намотката на контактора KM1. Контакторът KM1 е включен и свързва статора на двигателя M към електрическата мрежа със своите NO главни контакти. Двигателят стартира. Когато бутонът SB1 бъде освободен, веригата на намотката на контактора KM1 се отваря, контакторът се изключва и двигателят се изключва. Тази схема се използва при пускане на регулиране на електрическото задвижване, когато няма нужда от продължителна работа.
В тази схема двигателят се включва чрез натискане на бутона SB1 и продължава да работи след освобождаване на бутона, благодарение на затварящия спомагателен контакт KM1, който се затваря при включване на контактора и захранва бобината с ток след като бутонът е бил освободен, т.е. блокира стартовия бутон SB1. За да спрете двигателя, трябва да натиснете бутона SB2, който отваря захранващата верига на намотката на контактора. Тази схема намира най-широко приложение за управление на електродвигатели на такива нереверсивни механизми като помпи, вентилатори и др.
Тази схема се използва за управление на двигатели, които трябва да имат права и обратна посока на въртене на ротора. В тази верига промяната в посоката на въртене на двигателя се извършва чрез превключване на две фази на статора чрез изключване на контактора KM1 и включване на контактора KM2. Когато се натисне бутона SB1, контакторът KM1 се включва и двигателят ще се върти в посока „напред“ (при условие, че контакторът KM2 е изключен и неговият NC спомагателен контакт KM2 е затворен в захранващата верига на контактора KM1 намотка). За да промените посоката на въртене, първо трябва да изключите двигателя, като натиснете бутона SB2 и едва след това натиснете бутона SB3. Прекъсването на спомагателния контакт KM1 във веригата на намотката на контактора KM2 и спомагателния контакт KM2 във веригата на намотката на контактора KM1 извършват електрическо блокиране на контакторите, т.е. изключва възможността за едновременна работа на контактори KM1 и KM2. При липса на това блокиране, контакторите KM1 и KM2 могат да бъдат включени независимо един от друг, което ще доведе до късо съединениедве фази на мрежовите контакти.