Использование и функция контактного кольца и щетки в асинхронном двигателе

Кольцо скольжения и щетка в асинхронном двигателе主要用于绕线转子异步电机，而不是笼型异步电机。在绕线转子异步电机中，滑环和刷子的使用及功能主要包括以下几个方面：

Кольцо скольжения

Кольцо скольжения — это металлическое кольцо, закрепленное на валу двигателя, обычно изготовленное из меди. Количество колец скольжения зависит от конструкции двигателя и обычно совпадает с числом фаз в обмотках ротора. Основные функции кольца скольжения следующие:

• Передача мощности: Кольцо скольжения позволяет внешнему резистору или контроллеру установить электрическое соединение с обмотками ротора через подключение к внешней цепи, тем самым изменяя сопротивление обмоток ротора.

• Механическое вращение: Кольцо скольжения вращается вместе с ротором двигателя, обеспечивая хорошее контактное соединение со щеткой во время вращения ротора.

Электрическая щетка

Щетки — это углеродные или металл-графитовые компоненты, установленные в корпусе двигателя, которые контактируют с кольцом скольжения и передают ток. Основные функции щетки следующие:

• Проводящее соединение: Щетка поддерживает контакт с кольцом скольжения, формируя проводящий путь, который позволяет внешней цепи установить электрическое соединение с обмоткой ротора.

• Компенсация износа: Из-за трения между щеткой и кольцом скольжения, щетка разработана как заменяемая деталь, чтобы компенсировать износ и обеспечивать хороший контакт на протяжении длительного времени.

Принцип работы асинхронного двигателя с обмоточным ротором

Обмотка ротора асинхронного двигателя с обмоточным ротором может быть подключена к внешней цепи через кольцо скольжения и щетку, что позволяет подключать внешний резистор или устройство регулирования скорости. Цель этого — улучшить пусковые характеристики или достичь регулирования скорости:

•  Улучшение пусковых характеристик: При запуске внешние резисторы, подключенные через кольцо скольжения и щетку, могут увеличивать сопротивление обмоток ротора, тем самым увеличивая пусковой момент и снижая пусковой ток. Как только двигатель набирает достаточную скорость, внешнее сопротивление можно короткозамкнуть или постепенно уменьшить, чтобы восстановить нормальный рабочий режим двигателя.

• Регулирование скорости: Изменяя внешнее сопротивление, подключенное к обмотке ротора, можно изменять скорость вращения двигателя. Этот метод называется регулированием скорости путем изменения сопротивления ротора.

Преимущества

• Увеличение пускового момента: Пусковой момент можно значительно увеличить, увеличивая сопротивление ротора.

• Снижение пускового тока: Пусковой ток можно эффективно контролировать, чтобы уменьшить воздействие на сеть.

• Возможность регулирования скорости: Через внешнее сопротивление можно достичь определенной степени регулирования скорости.

Недостатки

• Увеличение сложности: По сравнению с клеточным асинхронным двигателем, асинхронный двигатель с обмоточным ротором имеет добавочные компоненты, такие как кольцо скольжения и щетки, что делает конструкцию двигателя более сложной.

• Требования к обслуживанию: кольцо скольжения и щетки необходимо регулярно проверять и заменять, что увеличивает затраты на обслуживание.

• Потери эффективности: Увеличение сопротивления ротора приводит к определенным потерям эффективности.

Области применения

Асинхронные двигатели с обмоточным ротором широко используются в приложениях, где требуется большой пусковой момент или регулирование скорости, например, в промышленных приложениях, таких как оборудование для тяжелого пуска, краны и лебедки.

Заключение

Кольцо скольжения и щетка играют ключевую роль в соединении обмоток ротора с внешней цепью в асинхронном двигателе с обмоточным ротором, через которое можно оптимизировать пусковые характеристики двигателя и достичь регулирования скорости.