Stator motoru s kroužkovým rotorem má nosnou kostru, do níž je vložen magnetický obvod. Ten je sestaven z dynamoplechů ve tvaru mezikruží (obvykle tloušťky 0,5mm), legovaných křemíkem a vzájemně izolovaných buď lakem nebo vrstvou difundovaného izolantu (např. fosfátu).

Pro větší náhled kliknout.
Konstrukční schéma indukčního motoru

Izolace plechů potlačuje ztráty vířivými proudy, vznikajicími ve vodivých materiálech ve střídavém magnetickém poli. Magnetický obvod je v kostře uchycen lištami nebo svorníky a axiálně stažen. Po vnitřním povrchu (po tzv. vrtání) má vytvořeny podélné drážky pro založení vinutí.

Vinutí statoru je bubnové, což znamená, že je tvořeno cívkami, jejichž obě aktivní strany leží na povrchu válcové plochy vnitřního povrchu statoru.

Příklad cívky bubnového vinutí

Jsou od sebe vzdáleny přibližně o jednu pólovou rozteč. Cívky velkých motorů se obvykle zhotovují z měděného dynamopásu (elektrolytická měď), izolovaného skelnou izolací, u menších a malých motorů z vodiče kruhového průřezu, izolovaného smaltem.

Drážky, do nichž se vinutí zakládá, mohou být otevřené (1), polouzavřené (2) nebo uzavřené (3). Otevřené drážky se zpravidla používají u velkých strojů na vyšší napětí, neboť umožňují dokonalé izolování cívek v přípravcích mimo stroj. Cívky se do motoru zakládají v definitivní podobě a klínují se izolačními (v některých případech i elektricky nebo magneticky vodivými) klíny lichoběžníkového průřezu. Nevýhodou otevřených drážek je vznik nehomogenit magnetického pole v místě otevření, čímž narůstají ztráty v magnetickém obvodě. Pro potlačení těchto nepříznivých vlivů je třeba volit větší vzduchovou mezeru mezi statorem a rotorem. Polouzavřené drážky přicházejí v úvahu pro menší a malé stroje. Cívky se buď navíjejí strojově nebo ručně přímo do drážek, vyložených izolací nebo se navíjejí předem a do drážek se vsypávají.

Tvar drážek statoru

Uzavřené drážky se vyskytují prakticky pouze u speciálních motorů. Umožňují zmenšit proud, potřebný pro vybuzení magnetického pole motoru. Cívky se navíjejí tzv. prošíváním - vodič se drážkou protahuje. Nevýhodou je vysoká cena navíjení a možnost porušení izolace vodiče.

Podle počtu cívkových stran v drážce se rozlišuje vinutí jednovrstvé a dvouvrstvé. Dvouvrstvé vinutí se používá nejčastěji. V každé drážce jsou uloženy dvě cívkové strany, zpravidla nad sebou, takže každá cívka má jednu aktivní stranu v horní a druhou v dolní vrstvě. Jednovrstvé vinutí je podobné dvouvrstvému, rozdíl spočívá v tom, že aktivní strany cívek, které u dvouvrstvého vinutí ležely v jedné drážce, leží u jednovrstvého vinutí ve dvou sousedních drážkách.

Dvouvrstvé (a) a jednovrstvé (b) vinutí

Vinutí je rozděleno do tří fází tak, že v každé pólové rozteči následují za sebou tři skupiny cívek, náležející jednotlivým fázím. Osy fází jsou posunuty o 120˚ elektrických a sled fází je ve všech pólových roztečích stejný. Nejčastěji se používá tzv. "rozstříhané" vinutí -lze je odvodit od souvislého vinutí kotev stejnosměrných motorů.

Vinutí střídavé rozstříhané (a) a stejnosměrné (b)

Současné motory mají v naprosté většině dvouvrstvé vinutí se zkráceným krokem (rozteč cívkových stran je menší než pólová rozteč), což umožňuje vyloučit nežádoucí vlivy prostorových vyšších harmonických v magnetickém poli (sedla na momentové charakteristice, hlučnost, chvění, přídavné ztráty v motoru). Jednovrstvé vinutí zkrácení kroku neumožňuje.

Rotor má hřídel z ocelového výkovku (u větších strojů) nebo z válcované či tažené oceli (pro menší a malé stroje). Při větších průměrech motoru má navařená žebra nebo ramena, u velkých průměrů bývá nasazována opěrná hvězdice.

Hřídel s navařenými žebry

Pro větší náhled kliknout.
Svařovaná opěrná hvězdice

Na hřídeli, žebrech, ramenou nebo hvězdici je usazen magnetický obvod, složený z mezikruží z již zmiňovaných dynamoplechů, zpravidla tloušťky 0,5mm. Vnější povrch mezikruží je opatřen drážkami pro uložení vinutí.

Vinutí rotoru je trojfázové, shodného typu jako vinutí statoru, se stejným počtem pólů. Obvykle se liší doporučeným počtem drážek, což má příznivý vliv na zamezení vzniku vyšších harmonických v magnetickém poli, zhoršujících vlastnosti motoru (viz výše). Tvary drážek, provedení cívek vinutí a jejich klínování jsou obdobné jako u statoru. Rotorové vinutí bývá nejčastěji spojeno do hvězdy, vyvedené ke třem sběracím kroužkům.

Vzduchová mezera motoru se volí co nejmenší (pro zmenšení magnetizačního proudu), její délka dosahuje desetiny milimetru, u velkých strojů nebývá větší než 1% průměru vrtání. Závisí na konstrukci motoru a na technologických možnostech výrobce.

Sběrací kroužky jsou obvykle uloženy na ocelovém pouzdru, navlečeném na hřídel. Bývají ocelové nebo bronzové a navzájem jsou izolované. K vinutí motoru jsou připojeny axiálními izolovanými vývody.

Pro větší náhled kliknout.
Sběrací kroužky

Ke sběracím kroužkům přiléhají grafitické nebo kovografitické kartáče. Převádějí rotorový proud do vnějších obvodů, sloužících k řízení motoru. Jsou navzájem izolované a nesené zvláštní konstrukcí, upevněnou na základové desce, ložiskovém stojanu nebo ložiskovém štítě motoru.

Kartáče bývají trvale přiloženy ke kroužkům pouze u motorů, jejichž rychlost otáčení se řídí vnějšími rotorovými obvody. V naprosté většině případů se motor s přiloženými kartáči pouze rozbíhá. Po ukončení rozběhu jsou kroužky spojeny nakrátko a kartáče se odklopí, což zabezpečuje zvláštní mechanismus. Spojovač nakrátko tvoří kontakty na pouzdru, posuvném po hřídeli i za chodu motoru.

Ing. Ota Roubíček

Tip na materiál o motorech naleznete zde...