Třífázový motor s kroužky
Ahojky dneska si povíme o tří fázovém elektromotoru s kroužky, ale nejdříve si řekneme pojmy.
Stator: Je nepohyblivá část, která obsahuje 3 fázové vinutí
Rotor: Je točivá část tzv. kotva ve které je uloženo vinutí a nese 3 kroužky
Kroužky: Jsou 3 hladké kruhy z bronzu (typické pro kroužkový motor, dříve z bronzu dnes i z jiných kovů a slitin) dosedá na ně pár kartáčů, na každé straně 3 kartáče
Držáky kartáčů: Je konstrukce, která má na jedné straně otvor s nábojem na nasazení na roubík z izolantu a na druhé straně má otvor pro vsazení uhlíku
Kartáč: tzv. uhlík je spečený uhlíkový prášek s příměsí mědi pro lepší vodivost, má tvar kvádru
Tří fázový kroužkový motor je prakticky klasický asynchronní motor, který se liší konstrukcí kotvy. Ve statoru je uloženo 3 fázové vinutí , které vytváří točivé magnetické pole podle sinusového průběhu, sinusoidy jsou vzájemně posunuté o 120° díky tomu se indukují proudy v rotoru a cívky se "přetahují o kotvu" respektive rotor se otočí nejdříve k cívkám U1 [červená] jakmile začne napětí U1 klesat začne růst napětí U2 [modrá] a rotor se otočí k cívkám U2 jakmile začne klesat napětí U2 začne růst napětí U3 [zelená] a rotor se otočí k cívkám U3 jakmile začne klesat napětí U3 začne růst napětí U1 a takhle dokolečka až se začne rotor otáčet podle tří fázového napětí [červená-modrá-zelená].
Zde jde vidět vinutí tří fázového generátoru (vinutí asynchronního motoru je obdobné dokonce stejné proto jsem použil tento obrázek) u vinutí se udává tzv. drážkový krok, zde je krok 3 (vinutí L1 začíná v drážce 1 a končí v drážce 4, k číslu drážky se přičte drážkový krok a součet udává koncovou drážku vinutí, vinutí první fáze vložíme do drážky 1 tzv. "vsypávání" 1+3=4 takže druhá půlka vinutí bude vložena do drážky 4). Do drážek se ještě před vkládáním vinutí vkládá izolace, jelikož je stator dělaný kvůli vířivým proudům z ocelových plechů s příměsí křemíku (kvůli lepší vodivosti magnetického toku) a vzájemně se odizolují. Takhle se vkládají cívky dokud se drážky nezaplní.
Většinou má motor 12 cívek z toho na 1 fázi připadají 4 póly posunuté o 90° dohromady 360° a proud který skrz ně protéká vytváří magnetické póly S-J-S-J, nebo má motor 6 cívek a na 1 fázi připadají 2 póly posunuté o 180° a vytvářejí se magnetické póly S-J.
Asynchronní motor je buď s kotvou nakrátko (klecová cívka) nebo s kroužkovou kotvou, my se budeme bavit o motoru kroužkovém.
Kroužkový motor se používal a používá kvůli měkkému rozjezdu, jelikož nezpůsobuje velký proudový náraz do sítě. Dříve se používal často z důvodu, aby nedošlo k poškození sítě, rozvody v té době nebyly dimenzované na proudové nárazy. Od těchto motorů se opustilo z důvodu, že byly ekonomicky složitější na výrobu, kladli větší nároky na údržbu atd... asynchronní motory s kotvou nakrátko jsou levnější, spolehlivější a nenáročné na údržbu, přesto se nemůžou používat na velké výkony právě kvůli proudovým rázům tudíž i dneska se najdou kroužkové motory na velké výkony řádově 100kW ve velkých provozovnách.
Zde se dostáváme k samotnému rotoru. Rotor je vinut podobně jako 3 fázový motor s 6 cívkami v uvozovkách se dá říci, že je to motor v motoru na jedné straně jsou cívky spojené do hvězdy a na druhé straně jsou jednotlivé fáze vyvedené na 3 kroužky. Vlivem indukce napětí do kotvy začne rotorem protékat proud, pro roztočení motoru je potřeba ještě tří fázový reostat.
Na kroužky se připojí 3 fázový reostat, který zařadíme sériově s rotorem díky tomu zvýšíme odpor rotoru, reostat neboli spouštěč má několik stupňů většinou má 4 nebo 6 (já mám krokový reostat 7 stupňový olejový s 4 ohmy) 3 fázové reostaty mají malé odpory řádově pár ohmů kvůli velkým průměrům odporového drátů další zajímavostí je, že se využívá vlastností ohmova vzorce, čím větší proud tím větší diference při zařazení odporu respektive, pokud máme proud 1A 60V a zařadíme 4ohmy zmenší se proud na hodnotu 0,937A ale při velkých proudech například 38A 60V a opět 4ohmy tak se zmenší proud na hodnotu 10,77A je to dáno vlastností diference čím větší hodnota tím větší rozdíl při malých změnách.
Jelikož je jedna část spojená do hvězdy, je potřeba druhý konec též uzavřít, aby protékal proud, druhý konec uzavírá samotný jezdec na reostatu ten je kovový záměrně, aby tvořil propojení do hvězdy tím se obvod rotoru uzavře a začne protékat proud, postupným snižováním odporu (v našem případě ze čtvrtého stupně na první) se zvyšuje proud rotorem a motor se "rozjede" poslední stupeň se nazývá nulový bod, je to poslední segment, který je výrazně větší než ostatní, jelikož je dimenzován na trvalé zatížení a v tomto bodě se motor chová jako motor s kotvou nakrátko. U některých motorů se nachází tzv. zvedač kartáčů jde o zařízení, které odklopilo kartáče, aby se neopotřebovali a propojili se kroužky tím se odpojil i reostat a motor jel jako motor s kotvou nakrátko
Animace výsuvného pouzdra, při otočení ručním kolečkem se zvednou uhlíkové držáky tím se odklopí uhlíky od kroužků a čep zasune pouzdro dovnitř hřídele kde jsou 3 konektory, tím dojde k propojení kroužků a motor běží jako kotva nakrátko. Výsuvné pouzdro jezdí po drážce, takže se může pohybovat pouze axiálně (vpřed a vzad) tudíž je zajištěný, že při běhu motoru se výsuvné pouzdro vždy "zasune" do konektorů.
Tady je pár obrázků jak vypadá kroužkový motor, který jsem restauroval jedná se o motor Bergmannwerke Bodenbach
