Ротор мотор: Принципы работы, плюсы и минусы роторного двигателя — особенности роторно-поршневого ДВС — журнал За рулем

особенности, преимущества и недостатки моторов


Идея роторного двигателя слишком заманчива: когда и конкурент весьма далек от идеала, кажется, что вот-вот преодолеем недостатки и получим не мотор, а само совершенство… Mazda находилась в плену этих иллюзий аж до 2012 года, когда была снята с производства последняя модель с роторным двигателем — RX-8.

История создания роторного двигателя


Второе имя роторного двигателя (РПД) — ванкель (этакий аналог дизеля). Именно Феликсу Ванкелю сегодня приписываются лавры изобретателя роторно-поршневого двигателя и даже рассказывается трогательная история о том, как Ванкель шел к поставленной цели тогда же, когда Гитлер шел к своей.


На самом деле все было чуточку иначе: талантливый инженер, Феликс Ванкель действительно трудился над разработкой нового, простого двигателя внутреннего сгорания, но это был другой двигатель, основанный на совместном вращении роторов.


После войны Ванкель был привлечен немецкой фирмой NSU, занимавшейся в основном выпуском мотоциклов, в одну из рабочих групп, трудившихся над созданием роторного двигателя под руководством Вальтера Фройде.


Вклад Ванкеля — это обширные исследования уплотнений вращающихся клапанов. Базовая схема и инженерная концепция принадлежат Фройде. Хотя у Ванкеля был патент на двойственное вращение.


Первый двигатель имел вращающуюся камеру и неподвижный ротор. Неудобство конструкции навело на мысль поменять схему местами.


Первый двигатель с вращающимся ротором начал работу в середине 1958 года. Он мало отличался от своего потомка наших дней — разве что свечи пришлось перенести на корпус.


Феликс Ванкель и его первый роторный двигатель


Вскоре фирма объявила о том, что ей удалось создать новый и очень перспективный двигатель. Почти сотня компаний, занимающихся производством автомобилей, закупила лицензии на выпуск этого мотора. Треть лицензий оказалась в Японии.

РПД в СССР


А вот Советский Союз лицензию не покупал вовсе. Разработки собственного роторного двигателя начались с того, что в Союз привезли и разобрали немецкий автомобиль Ro-80, производство которого NSU начала в 1967 году.


Через семь лет после этого на заводе ВАЗ появилось конструкторское бюро, разрабатывающее исключительно роторно-поршневые двигатели. Его трудами в 1976 году возник двигатель ВАЗ-311. Но первый блин получился комом, и его дорабатывали еще шесть лет.


Первый советский серийный автомобиль с роторным двигателем — это ВАЗ-21018, представленный в 1982 году. К сожалению, уже в опытной партии у всех машин вышли из строя моторы. Дорабатывали еще год, после чего появился ВАЗ-411 и ВАЗ 413, которые были взяты на вооружение силовыми ведомствами СССР. Там не особо переживали за расход топлива и малый ресурс мотора, зато нуждались в быстрых, мощных, но неприметных авто, способных угнаться за иномаркой.


ВАЗ с роторным двигателем (ГАИ)

РПД на Западе


На Западе роторный двигатель не произвел бума, а конец его разработкам в США и Европе положил топливный кризис 1973 года, когда цены на бензин резко взлетели, и покупатели машин стали прицениваться к моделям с экономным расходованием топлива.


Если учесть, что роторный двигатель съедал до 20 литров бензина на сотню км, продажи его во время кризиса упали до предела.


Единственной страной на Востоке, не утратившей веру, стала Япония. Но и там производители довольно быстро охладели к двигателю, который никак не желал совершенствоваться. И в конце концов там остался один стойкий оловянный солдатик — компания Mazda. В СССР топливный кризис не ощущался. Производство машин с РПД продолжалось и после распада Союза. ВАЗ прекратил заниматься РПД только в 2004 году. Mazda смирилась только в 2012.

Особенности роторного мотора


В основу конструкции положен ротор треугольной формы, каждая из граней которого имеет выпуклость (треугольник Рёло). Ротор вращается по планетарному типу вокруг центральной оси — статора. Вершины треугольника при этом описывают сложную кривую, именуемую эпитрохоидой. Форма этой кривой обуславливает форму капсулы, внутри которой вращается ротор.




У роторного мотора те же четыре такта рабочего цикла, что и у его конкурента — поршневого мотора.


Камеры образуются между гранями ротора и стенками капсулы, их форма — переменная серповидная, что является причиной некоторых существенных недостатков конструкции. Для изоляции камер друг от друга используются уплотнители — радиальные и торцевые пластины.


Если сравнивать роторный ДВС с поршневым, то первым бросается в глаза то, что за один оборот ротора рабочий ход происходит три раза, а выходной вал при этом вращается в три раза быстрее, чем сам ротор.


У РПД отсутствует система газораспределения, что весьма упрощает его конструкцию. А высокая удельная мощность при малом размере и весе агрегата являются следствием отсутствия коленвала, шатунов и других сопряжений между камерами.

Достоинства и недостатки роторных двигателей

Преимущества


  • Роторный двигатель хорош тем, что состоит из куда меньшего числа деталей, чем его конкурент — процентов на 35-40.


  • Два двигателя одинаковой мощности — роторный и поршневый — будут сильно отличаться габаритами. Поршневый в два раза больше.


  • Роторный мотор не испытывает большой нагрузки на высоких оборотах даже в том случае, если на низкой передаче разгонять машину до скорости более 100 км/ч.


  • Автомобиль, на котором стоит роторный двигатель, проще уравновесить, что дает повышенную устойчивость машины на дороге.


  • Даже самые легкие из транспортных средств не страдают от вибрации, потому что РПД вибрирует куда меньше, чем «поршневик». Это происходит в силу большей сбалансированности РПД.

Недостатки


  • Главным недостатком роторного двигателя автомобилисты назвали бы его малый ресурс, который является прямым следствием его конструкции. Уплотнители изнашиваются крайне быстро, так как их рабочий угол постоянно меняется.


  • Мотор испытывает перепады температур через каждый такт, что также способствует износу материала. Добавьте к этому давление, которое оказывается на трущиеся поверхности, что лечится только впрыскиванием масла непосредственно в коллектор.


  • Износ уплотнителей становится причиной утечки между камерами, перепады давления между которыми слишком велики. Из-за этого КПД двигателя падает, а вред экологии растет.


  • Серповидная форма камер не способствует полноте сгорания топлива, а скорость вращения ротора и малая длина рабочего хода — причина выталкивания еще слишком горячих, не до конца сгоревших газов на выхлоп. Помимо продуктов сгорания бензина там еще присутствует масло, что в совокупности делает выхлоп весьма токсическим. Поршневый — приносит меньше вреда экологии.


  • Непомерные аппетиты двигателя на бензин уже упоминались, а масло он «жрет» до 1 литр на 1000 км. Причем стоит раз забыть про масло и можно попасть на крупный ремонт, если не замену двигателя.


  • Высокая стоимость — из-за того, что для изготовления мотора нужно высокоточное оборудование и очень качественные материалы.



Как видите, недостатков у роторного двигателя полно, но и поршневый мотор несовершенен, поэтому состязание между ними не прекращалось так долго. Закончилось ли оно навсегда? Время покажет.

Рассказываем как устроен и работает роторный двигатель

Фирма Mazda вернёт мотор Ванкеля к жизни в 2019 году — ДРАЙВ

По словам источника в компании, новый электрокар по размерам будет сопоставим с Маздой 3 следующего поколения (а вовсе не с Маздой 2) и разделит с ней платформу. (На фото предвещавший «тройку» концепт Kai).

Вице-президент Mazda Motor Europe по продажам Мартин тен Бринк в интервью изданию ZerAuto.nl подтвердил возврат роторных моторов Ванкеля в каталог Мазды уже в 2019 году. Как ранее свидетельствовали инсайдеры, сначала ротор появится на… электрокаре марки. Это не описка. По умолчанию обсуждаемая модель будет чисто электрической. А вот бензиновый «ротор», вращающий исключительно генератор для подзарядки батареи, окажется опцией, подобно тому, как это сделано на компакте BMW i3 (только там агрегат Range Extender основан на двухцилиндровом поршневом двигателе).

В 2005–2009 гг. компания экспериментировала с минивэном Premacy Hydrogen RE Hybrid, в котором битопливный (бензин/водород) двигатель Ванкеля отвечал за вращение генератора, а разгонял автомобиль электромотор. Такие машины в небольших количествах даже поступали в лизинг к корпоративным клиентам.

Схема последовательного гибрида была отработана японцами на основе модели Premacy. Но если в версии Premacy Hydrogen RE инженеры задействовали в качестве бортового генератора крупный двухсекционный роторный ДВС от Мазды RX-8, только адаптированный к водороду, то на будущей легковушке пропишется «ванкель» малого объёма. Он будет атмосферный, односекционный, и создадут его специально под роль «расширителя дальности хода». То есть схема будет аналогична той, что применялась на концепте Audi A1 e-tron.

По словам Мартина тен Бринка, миниатюрный мотор Ванкеля по размерам будет «как обувная коробка», а со вспомогательным оборудованием вроде системы охлаждения — «как две коробки».

Японцы построят электрокар на новой «тележке» Small Car Platform, которую разработали под следующие Мазду 2, 3 и CX-3. При этом изначально платформа предусматривает возможность электрификации и установки крупной батареи под полом автомобиля, как это делается на многих электрокарах последнего времени. Новая Mazda 3, кстати, выйдет в свет также в 2019-м. Мотора Ванкеля на ней не будет, зато появится поршневой бензиновый двигатель Skyactiv-X с воспламенением от сжатия (с циклом SCCI). Последний также может послужить базой для классического гибрида.

Лишь после электрокара, способного за доплату становиться последовательным гибридом, двигатель Ванкеля появится в «крупном формате». Это будет агрегат 1.6 на купе с предположительным наименованием RX-9 (на фото предвестник — концепт RX-Vision). Роторный двигатель получит турбонаддув, хотя создание его атмосферной вариации тоже не исключено.

Расширение числа двоякодвижимых моделей и добавление электрокара не означает снижение интереса Мазды к классическим ДВС, как бензиновым, так и дизельным, подвергшимся в Старом Свете опале. На днях компания опубликовала итоги опроса, проведённого в Европе совместно с агентством Ipsos MORI. Оказалось, около 60% респондентов верят в светлые перспективы ДВС, и ожидают появления инноваций.

В Мазде считают, что ДВС последнего поколения запросто поспорят с электрокарами за чистоту выхлопа, если принимать во внимание выработку электроэнергии на угольных электростанциях (в иных случаях оценки не настолько однозначны). Потому в стратегии Zoom-Zoom 2030 внимание уделено всем возможным направлениям технического развития.

Оптимизм подкрепляется работой в самой компании, которая не только намерена ввести в строй моторы Skyactiv-X, но и продолжает улучшать существующие Skyactiv-G. Недавно Мартин тен Бринк в беседе с журналистами рассказал о моторе 2.0 на родстере MX-5, который получит переработанную головку блока. А корреспонденты издания Road & Track раскопали документы, по которым выходит, что отдача такого перекроенного ДВС вырастет со 157–160 л.с. (она зависит от рынка) до 183.

Роторный двигатель. Устройство, принцип работы. Плюсы и минусы ротора.

Изобретение двигателя внутреннего сгорания дало толчок к производству автомобилей, передвигающихся на жидком виде топлива. Двигатели эти на протяжении всей истории автомобилестроения эволюционировали: появлялись различные конструкции моторов. Одной из прогрессивных, но так и не получивших распространение конструкций двигателей стал роторно-поршневой агрегат. Об особенностях этого типа двигателя, его достоинствах и недостатках мы поговорим в сегодняшнем материале.

История

Разработчиком роторно-поршневого двигателя стал дуэт инженеров компании NSU – Феликс Ванкель и Вальтер Фройде. И хотя основная роль в создании роторного двигателя принадлежит именно Фройде (второй участник проекта в это время работал над конструкцией иного двигателя), в автомобильной среде силовой агрегат известен как мотор Ванкеля.

Феликс Ванкель и роторный двигатель

Эта силовая установка была собрана и испытана в 1957 году. Первым автомобилем, на который установили роторно-поршневой двигатель, стал спорткар NSU Spider, который развивал скорость 150 км/час при мощности мотора 57 лошадиных сил. Производилась эта модель на протяжении трех лет (1964-1967 годы).

NSU Spider

По настоящему массовым автомобилем с роторным двигателем стало второе детище компании NSU – седан Ro-80.

NSU Ro-80

В названии автомобиля указывалось, что модель оснащается роторным агрегатом. Впоследствии роторные двигатели устанавливались на автомобили Citroen (GS Birotor), Mercedes-Benz (С111), Chevrolet (Corvette), ВАЗ (21018) и так далее. Но самый массовый выпуск моделей с роторным двигателем был налажен японской компанией Mazda. Начиная с 1964 года, компания произвела несколько автомобилей с подобным типом силовой установки, а пионером в этом деле стала модель Cosmo Sport. Самая известная модель с роторно-поршневым двигателем, которая выпускалась этим производителем – RX (Rotor-eXperiment). Производство последней модели из этого семейства, Mazda RX8 в специальной версии Spirit R, было свернуто в середине 2012 года. Впрочем, не все экземпляры роторной «восьмерки» еще распроданы – официальный дилер Mazda в Индонезии еще продает эти автомобили.

Mazda RX-8

Устройство

Особенностью роторно-поршневого двигателя внутреннего сгорания стало присутствие в его конструкции трехгранного ротора – поршня. Он вращается в цилиндре, который имеет специальную форму. Ротор насажен на вал, и соединен с зубчатым колесом, которое, в свою очередь, имеет сцепление со статором – шестерней. Ротор вращается вокруг статора по так называемой эпитрохоидальной кривой, его лопасти попеременно перекрывают камеры цилиндра, в которых происходит сгорание топлива.

Роторный двигатель

В конструкции роторного двигателя отсутствует газораспределительный механизм – его функцию выполняет сам ротор, который при помощи своих лопастей распределяет поступающую горючую смесь и выпускает отработанные в цилиндре газы. Подобная конструкция двигателя позволяет обойтись без множества узлов, крайне необходимых для простого поршневого двигателя (например, коленчатый вал, шатуны), что, во-первых, позволяет уменьшить размер и массу силового агрегата, а во-вторых – уменьшить стоимость его производства.

Достоинства и недостатки

Роторно-поршневой двигатель не зря привлек внимание многих именитых автомобильных компаний. Его конструкция и принцип действия позволяли получить несколько довольно весомых преимуществ перед обычными двигателями.

Во-первых, роторно-поршневой мотор в силу своей конструкции обладал лучшей среди остальных типов силовых установок сбалансированностью, и был подвержен минимальным вибрациям.

Во-вторых, у этой силовой установки отмечались отменные динамические характеристики: без существенной нагрузки на двигатель, авто с роторно-поршневым мотором легко можно разогнать до 100 км/час и более на низкой передаче при высоких оборотах двигателя.

роторный двигатель Мазда RX-8

В-третьих, роторный двигатель компактнее и легче, чем стандартный поршневой силовой агрегат. Эта особенность позволяла конструкторам добиться практически идеальной развесовки по осям, что влияло на устойчивость автомобиля на дороге.

В-четвертых, в нем используется намного меньшее количество узлов и агрегатов, чем в обычном двигателе.

Наконец, в-пятых, роторный двигатель обладает высокой удельной мощностью.

Недостатки

К минусам роторно-поршневого двигателя, из-за которых он так и не смог получить массового применения и не используется сегодня в автомобилях всех брендов, относится, во-первых, большой расход топлива на низких оборотах. На некоторых моделях он достигает 20 литров на 100 км пробега, что, согласитесь, совсем не экономично и бьет по карману владельца авто с роторным двигателем.

Во-вторых, недостатком этого типа двигателей является сложность изготовления его деталей: чтобы ротор правильно прошел эпитрохоидальную кривую, необходима высокая геометрическая точность при создании как самого ротора, так и цилиндра. Для этого производители роторных двигателей используют высокоточное и дорогостоящее оборудование, а стоимость производства закладывают в цену автомобиля.

В-третьих, роторный двигатель склонен к перегреву из-за особенности конструкции камеры сгорания: она имеет линзовидную форму, а не сферическую, как у обычных поршневых моторов. Топливная смесь, сгорая в такой камере, превращается в тепловую энергию, которая расходуется в большей части неэффективно – ее избыток нагревает цилиндр, что в конечном итоге приводит к износу и выходу его из строя.

В-четвертых, высокий износ уплотнителей между форсунками ротора из-за перепадов давления в камерах сгорания двигателя. Именно поэтому ресурс таких двигателей составляет 100-150 тысяч км, после чего, как правило, требуется капитальный ремонт силового агрегата.

В-пятых, роторно-поршневой двигатель нуждается в своевременной и четко соблюдаемой процедуре смены моторного масла: мотор потребляет примерно 600 мл моторного масла на 1000 км, так что менять его приходится раз в 5000 км пробега. Если его вовремя не заменить, это чревато выходом из строя узлов и агрегатов мотора, что повлечет за собой дорогостоящий ремонт. То есть, к эксплуатации и обслуживанию роторно-поршневых двигателей следует подходить более ответственно, чем к обслуживанию обычных моторов, вовремя проводя их техническое обслуживание и капитальный ремонт.

Устройство автомобиля. Роторно-поршневой двигатель. Конец истории?

Автомобили с роторно-поршневыми двигателями впору заносить в Красную книгу: в 2011 году закончился выпуск последней в этом ряду модели Mazda RX-8. А ведь полвека назад за подобными моторами видели будущее – большая литровая мощность, высокие обороты, компактные размеры… Что же пошло не так?

Заглянув под капот роторного автомобиля впервые, недоумеваешь: а мотор-то где? Сквозь дебри навесных агрегатов виднеется лишь непонятный цилиндр. По своей конструкции роторно-поршневой двигатель (РПД) и вправду кардинально отличается от привычных нам поршневых моторов, хотя в обоих случаях осуществляется один и тот же четырехтактный цикл – впуск, сжатие, рабочий ход и выпуск. Разница лишь в том, что у роторного двигателя нет ни поршней с шатунами, ни системы газораспределения. Вместо них – треугольный ротор, совершающий сложное планетарное движение.

Плюсы и минусы

Вращаясь одновременно вокруг собственной оси и вокруг центральной шестерни, ротор своими вершинами описывает хитрую поверхность корпуса, образуя три отдельные камеры сгорания. Объем каждой из них, ограниченный корпусом и гранью ротора, за один оборот меняется от максимального к минимальному четыре раза, позволяя реализовать четырехтактный цикл. Функции же газораспределения осуществляются путем перекрывания впускных и выпускных окон самим ротором – подобно двухтактным поршневым моторам. И никаких распредвалов, клапанов и цепей! Отсюда и поразительная компактность роторных агрегатов: при сопоставимой мощности они оказываются примерно вдвое короче и настолько же легче поршневых, упрощая задачу компоновки автомобиля.

Не доставляют проблем и вибрации – единственная центробежная сила уравновешивается двумя противовесами на валу. Вспышки, правда, происходят не часто: поскольку выходной вал вращается в три раза быстрее ротора, то одному обороту вала соответствует одна вспышка или один рабочий ход, что эквивалентно двухцилиндровому поршневому двигателю. Но двухсекционные РПД, то есть фактически сдвоенные моторы, работающие на общий вал, имеют уже две вспышки на оборот, как четырехцилиндровый двигатель. При этом пульсации крутящего момента оказываются даже меньше, поскольку рабочий ход у РПД длится в течение 270° поворота вала против 180° у поршневого. В результате по плавности работы двухсекционный мотор близок к рядной «шестерке».

А вот с мощностью все уже не так однозначно. Конструкция РПД позволяет добиться отличного наполнения камер сгорания: на торцевой или боковой поверхности можно разместить сразу несколько впускных окон, снижая общее сопротивление впускного тракта – в моторе Mazda RX-8 таких окон аж пять штук на секцию! Причем открываются они очень быстро, что способствует проявлению эффекта динамического напора, дополнительно улучшающего наполнение на определенных оборотах.

Две стороны медали

Роторные двигатели часто нахваливают за хорошую за оборотистость – та же Mazda RX-8 способна загонять стрелку тахометра к 9000 об/мин. Однако мало кто вспоминает, что с такой скоростью вращается лишь выходной вал, а сам ротор крутится в три раза медленнее – всего 3000 об/мин. В поршневом же двигателе на каждый оборот коленвала приходится движение поршней вверх-вниз, а потому даже привычные 6000–7000 об/мин оказываются гораздо большим достижением, нежели 9000 об/мин роторного мотора.

Однако сам процесс сгорания протекает крайне плохо. Сильно вытянутая серповидная камера обладает значительными потерями тепла и не обеспечивает полного сгорания топлива по краям. Частично улучшить воспламенение помогает установка двух свечей зажигания, но за это приходится расплачиваться повышенным прорывом газов в соседнюю камеру в момент пересечения торцом ротора свечных отверстий. Иными словами, роторный мотор способен втянуть большое количество топливно-воздушной смеси, но эффективно извлечь из нее полезную энергию не может.

Одни головоломки

Получается, что за счет отличного наполнения РПД оказывается все-таки сопоставим по литровой мощности с поршневым мотором, одновременно сильно уступая ему в экономичности. Тем не менее в равенство литровой мощности поначалу трудно поверить. Какой поршневой агрегат сравнится c ротором Mazda RX-8, выдающим 230 л.с. с двух секций общим объемом 1,3 л.? Это же 176 «лошадей» с литра!

Так-то оно так, но нужно помнить, что за один оборот вала роторный двигатель отрабатывает весь рабочий объем, а поршневой – только половину, причем и тот и другой способны выдать за этот оборот полную мощность. Таким образом, при сравнении удельной мощности объем поршневого двигателя справедливо делить на два. Возьмем, например, Nissan 350Z – одного из конкурентов RX-8. Его 300-сильный V6 имеет объем 3,5 л, то есть 1,75 л на одном обороте и 171 «лошадку» с литра. Практически как у RX-8! При этом, несмотря на 30-процентное преимущество в мощности и чуть более тяжелый кузов, он расходует столько же топлива в смешанном цикле, сколько и RX-8.

Пытаясь как-то снизить расход топлива в роторе, инженеры пробовали применить непосредственный впрыск, но неудачная форма камеры сгорания мешала организовать вихревое смесеобразование, лишая возможности работы на обедненной смеси. Задумывались и о дизельном топливе, но успеха это направление тоже не принесло: слишком велики нагрузки на ротор, да и уплотнение рабочих камер организовать труднее, ведь степень сжатия должна быть почти в два раза больше.

А уплотнения и без того, отдельная головная боль. Если в поршневом двигателе кольца всегда находятся под одним и тем же углом к поверхности трения, то в роторном рабочий угол радиальных пластин постоянно меняется. Меняется и усилие их прижима к поверхности корпуса – оно определяется центробежной силой, а потому сильно зависит от оборотов. А как организовать их смазку? Только впрыскиванием масла в рабочую камеру подобно двухтактным поршневым моторам. Но это влечет значительный расход масла на угар (около 1 л на 1000 км) и повышает риск закоксовывания уплотнений. Достаточно сказать, что именно из-за того, что оказалось невозможно хорошо герметизировать рабочие камеры, было отброшено множество других более замысловатых роторных конструкций, обладавших рядом преимуществ. В привычном же нам РПД задачу удалось до некоторой степени решить, хотя уплотнения все же остаются слабым местом мотора.

Автора!

Создателем известного нам РПД принято считать Феликса Ванкеля, однако сам он предлагал несколько иную конструкцию: в его двигателе ротор и корпус вращались вокруг неподвижного вала. Такая схема упрощала работу уплотнительных соединений камер сгорания и не требовала противовесов для уравновешивания, хотя при этом возникали огромные проблемы с подводом впускных и выпускных каналов, а также с передачей напряжения на вращающие свечи. Поэтому в серию пошел РПД, предложенный Вальтером Фройде, в то время как Ванкель сосредоточился на исследованиях механических уплотнений.

Проблемы доставляет и очень неравномерный нагрев корпуса. Это в поршневом двигателе вспышки чередуются по цилиндрам, а после рабочего хода камера охлаждается на такте впуска. В роторном же вспышки происходят только в одной части двигателя, причем происходят постоянно, в то время как противоположная часть непрерывно охлаждается всасываемым воздухом. Такой перепад температур деформирует картер двигателя, заставляя еще на этапе проектирования учитывать это отклонение формы в процессе прогрева. Разумеется, все это не способствует лучшей работе уплотнительных соединений и долговечности материалов. В итоге преимущества конструктивной простоты РПД нивелируются его малым ресурсом – пробег до капремонта редко превышает 100 тыс. км.

Окончательным же приговором роторным двигателям стала экология. Низкая экономичность означает большие выбросы CO2, а неоптимальный процесс сгорания повышает уровни токсичных соединений, к которым подмешиваются еще и продукты горения масла. И все это на фоне повального стремления к экологической чистоте, на что автопроизводители расходуют огромные средства. В результате даже Mazda, потратившая немало усилий на раскрутку роторной идеологии, была вынуждена от нее отказаться.

Конец истории? Видимо, да. Но окончательно прощаться с роторными моторами все же рано: пускай им уже и не занять основное место под капотом, они вполне могут быть востребованы в качестве резервного генератора для подзарядки батарей электромобиля. Впрочем, все ДВС со временем ожидает та же участь.

Автор
Олег Карелов, эксперт по подбору автомобилей AutoTechnic.su
Издание
Автопанорама №4 2015

Устройство автомобиля. Как работает роторный двигатель

Роторный двигатель представляет собой двигатель внутреннего сгорания, устройство которого в корне отличается от обычного поршневого двигателя.
В поршневом двигателе в одном и том же объеме пространства (цилиндре) выполняются четыре такта: впуск, сжатие, рабочий ход и выпуск. Роторный двигатель осуществляет те же такты, но все они происходят в различных частях камеры. Это можно сравнить с наличием отдельного цилиндра для каждого такта, причем поршень постепенно перемещается от одного цилиндра к другому.

Роторный двигатель изобретен и разработан доктором Феликсом Ванкелем и иногда называется двигатель Ванкеля или роторный двигатель Ванкеля.

В этой статье мы расскажем о том, как работает роторный двигатель. Для начала рассмотрим принцип его работы.


Принцип работы роторного двигателя

Ротор и корпус роторного двигателя Mazda RX-7. Эти детали заменяют поршни, цилиндры, клапаны и распредвал поршневого двигателя.
Как и поршневой, роторный двигатель использует давление, которое создается при сгорании топливовоздушной смеси. В поршневых двигателях, это давление создается в цилиндрах, и приводит поршни в движение. Шатуны и коленчатый вал преобразуют возвратно-поступательные движения поршня во вращательное движение, которое может быть использовано для вращения колес автомобиля.

В роторном двигателе, давление сгорания образуется в камере, сформированной частью корпуса, закрытой стороной треугольного ротора, который используется вместо поршней.

Ротор вращается по траектории, напоминающую линию, нарисованную спирографом. Благодаря такой траектории, все три вершины ротора контактируют с корпусом, образуя три разделенных объема газа. Ротор вращается, и каждый из этих объемов попеременно расширяется и сжимается. Это обеспечивает поступление топливовоздушной смеси в двигатель, сжатие, полезную работу при расширении газов и выпуск выхлопа.

Далее мы расскажем о строении роторного двигателя, но, прежде всего, рассмотрим некоторые автомобили с таким типом двигателя.


Mazda RX-8

Mazda стала пионером в массовом производстве автомобилей с роторным двигателем. RX-7, который поступил в продажу в 1978 году, был, пожалуй, наиболее успешным автомобилем с роторным двигателем. Но ему предшествовал целый ряд автомобилей, грузовиков и даже автобусов с роторным двигателем, начиная с Cosmo Sport 1967 года. Однако RX-7 не производится с 1995 года, но идея роторного двигателя не умерла.

Mazda RX-8 оснащена роторным двигателем под названием RENESIS. Этот двигатель был назван лучшим двигателем 2003 г. Он является атмосферным двухроторным и производит 250 л.с.


Строение роторного двигателя

Роторный двигатель имеет систему зажигания и систему впрыска топлива, схожие с используемыми в поршневых двигателях. Строение роторного двигателя в корне отличается от поршневого.


Ротор

Ротор имеет три выпуклых стороны, каждая из которых выполняет роль поршня. Каждая сторона ротора имеет углубление, что повышает скорость вращения ротора, предоставляя больше пространства для топливовоздушной смеси.

На вершине каждой грани расположена металлическая пластина, которая разделяет пространство на камеры. Два металлических кольца на каждой стороне ротора формируют стенки этих камер.

В центре ротора расположено зубчатое колесо с внутренним расположением зубьев. Оно сопрягается с шестерней, закрепленной на корпусе. Такое сопряжение задает траекторию и направление вращения ротора в корпусе.


Корпус (статор)

Корпус имеет овальную форму (форму эпитрохоиды, если быть точным). Форма камеры разработана так, чтобы три вершины ротора всегда находились в контакте со стенкой камеры, образуя три изолированных объемах газа.

В каждой части корпуса происходит один из процессов внутреннего сгорания. Пространство корпуса разделено для четырех тактов:


  • Впуск

  • Сжатие

  • Рабочий такт

  • Выпуск

Порты впуска и выпуска расположены в корпусе. В портах отсутствуют клапаны. Выпускной порт непосредственно соединен с выхлопной системой, а впускной порт — с дросселем.


Выходной вал

Выходной вал (обратите внимание на эксцентриковые кулачки)
Выходной вал имеет закругленные выступы-кулачки, расположенные эксцентрично, т.е. смещены относительно центральной оси. Каждый ротор сопряжен с одним из этих выступов. Выходной вал является аналогом коленчатого вала в поршневых двигателях. При вращении ротор толкает кулачки. Так как кулачки установлены несимметрично, сила с которой ротор на него давит, создает крутящий момент на выходном валу, заставляя его вращаться.


Сбор роторного двигателя

Роторный двигатель собирается слоями. Двухроторный двигатель состоит из пяти слоев, удерживаемых длинными болтами, установленными по кругу. Охлаждающая жидкость проходит через все части конструкции.

Два крайних слоя имеют уплотнения и подшипники для выходного вала. Они также изолируют две части корпуса, в которых расположены роторы. Внутренние поверхности этих частей являются гладкими, что обеспечивает надлежащее уплотнение роторов. Впускной порт подачи расположен в каждой из крайних частей.

Часть корпуса, в которой расположен ротор (обратите внимание на расположение выпускного порта)
Следующий слой включает корпус ротора овальной формы и выпускной порт. В этой части корпуса установлен ротор.

Центральная часть включает два впускных порта — по одному для каждого ротора. Она также разделяет роторы, поэтому ее внутренняя поверхность является гладкой.

В центре каждого ротора расположено зубчатое колесо с внутренним расположением зубьев, которое вращается вокруг меньшей шестерни, установленной на корпусе двигателя. Она определяет траекторию вращения ротора.


Мощность роторного двигателя

В центральной части расположен впускной порт для каждого ротора
Как и поршневые двигатели, в роторном двигателе внутреннего сгорания используется четырехтактный цикл. Но в роторном двигателе такой цикл осуществляется иначе.

За один полный оборот ротора эксцентриковый вал выполняет три оборота.

Основным элементом роторного двигателя является ротор. Он выступает в роли поршней в обычном поршневом двигателе. Ротор установлен на большом круглом кулачке выходного вала. Кулачок смещен относительно центральной оси вала и выступает в роли коленчатой рукояти, позволяя ротору вращать вал. Вращаясь внутри корпуса, ротор толкает кулачок по окружности, поворачивая его три раза за один полный оборот ротора.

Размер камер, образованных ротором, изменяется при его вращении. Такое изменение размера обеспечивает насосное действие. Далее мы рассмотрим каждый из четырех тактов роторного двигателя.


Впуск

Такт впуска начинается при прохождении вершины ротора через впускной порт. В момент прохождения вершины через впускной порт, объем камеры приближен к минимальному. Далее объем камеры увеличивается, и происходит всасывание топливовоздушной смеси.

При дальнейшем повороте ротора, камера изолируется, и начинается такт сжатия.


Сжатие

При дальнейшем вращении ротора, объем камеры уменьшается, и происходит сжатие топливовоздушной смеси. При прохождении ротора через свечи зажигания, объем камеры приближен к минимальному. В этот момент происходит воспламенение.


Рабочий такт

Во многих роторных двигателях установлено две свечи зажигания. Камера сгорания имеет достаточно большой объем, поэтому при наличии одной свечи, воспламенение происходило бы медленнее. При воспламенении топливовоздушной смеси образуется давление, приводящее ротор в движение.

Давление сгорания вращает ротор в сторону увеличения объема камеры. Газы сгорания продолжают расширяться, вращая ротор и создавая мощность до момента прохождения вершины ротора через выпускной порт.


Выпуск

При прохождении ротора через выпускной порт, газы сгорания под высоким давлением выходят в выхлопную систему. При дальнейшем вращении ротора, объем камеры уменьшается, выталкивая оставшиеся выхлопные газы в выпускной порт. К тому моменту, как объем камеры приближается к минимальному, вершина ротора проходит через впускной порт, и цикл повторяется.

Необходимо отметить, что каждая из трех сторон ротора всегда вовлечена в один из тактов цикла, т.е. за один полный оборот ротора осуществляется три рабочих такта. За один полный оборот ротора, выходной вал совершает три оборота, т.к. на один оборот вала приходится один такт.


Различия и проблемы

По сравнению с поршневым двигателем, роторный двигатель имеет определенные отличия.


Меньше движущихся деталей

В отличие от поршневого двигателя, в роторном двигателе используется меньше движущихся деталей. Двухроторный двигатель включает три движущиеся детали: два ротора и выходной вал. Даже в простейшем четырехцилиндровом двигателе используется не менее 40 движущихся деталей, включая поршни, шатуны, распредвал, клапаны, клапанные пружины, коромысла, ремень ГРМ и коленвал.

Благодаря уменьшению количества движущихся деталей, повышается надежность роторного двигателя. По этой причине некоторые производители вместо поршневых двигателей используют роторные на своих воздушных судах.


Плавная работа

Все части роторного двигателя вращаются непрерывно в одном направлении, а не постоянно меняют направление движения, как поршни в обычном двигателе. В роторных двигателях используются сбалансированные вращающиеся противовесы, предназначенные для гашения вибраций.

Подача мощности также обеспечивается более плавно. В связи с тем, что каждый такт цикла протекает за поворот ротора на 90 градусов, и выходной вал совершает три оборота на каждый оборот ротора, каждый такт цикла протекает за поворот выходного вала на 270 градусов. Это значит, что двигатель с одним ротором обеспечивает подачу мощности при 3/4 оборота выходного вала. В одноцилиндровом поршневом двигателе, процесс сгорания происходит на 180 градусах каждого второго оборота, т.е. 1/4 каждого оборота коленвала (выходной вал поршневого двигателя).


Медленная работа

В связи с тем, что ротор вращается со скоростью, равной 1/3 скорости вращения выходного вала, основные движущиеся детали роторного двигателя движутся медленнее, чем детали в поршневом двигателе. Благодаря этому, также обеспечивается надежность.


Проблемы

Роторные двигатели имеют ряд проблем:


  • Сложное производство в соответствии с нормами состава выбросов.

  • Затраты на производство роторных двигателей выше по сравнению с поршневыми, так как количество производимых роторных двигателей меньше.

  • Расход топлива у автомобилей с роторным двигателей выше по сравнению с поршневыми двигателями, в связи с тем, что термодинамический КПД снижен из-за большого объема камеры сгорания и низкого коэффициента сжатия.

Что случилось с двигателем Ванкеля и куда он исчез с авторынка: Движение: Ценности: Lenta.ru

В этом году отмечается полувековой юбилей сразу двух знаковых для истории автомобилестроения моделей. Немецкий NSU Ro 80 и «японка» Mazda Cosmo стали первыми автомобилями с роторным двигателем, подходившими под определение «массовые». Но, увы, изобретенному инженерами фирмы NSU Ванкелем и Фройде новому типу двигателя внутреннего сгорания так и не удалось завоевать мир.

После создания в конце XIX столетия поршневого двигателя внутреннего сгорания прогресс в этой области пошел по пути разработки уже имеющейся концепции. Инженеры создавали все более мощные и совершенные двигатели, но суть оставалась все той же — в цилиндрическую камеру тем или иным способом попадало топливо, образовывавшиеся после сгорания топлива газы толкали поршень. И только в конце 1950-х два немецких инженера, работавшие в известной тогда своими мотоциклами фирме NSU Феликс Ванкель и Вальтер Фройде, предложили принципиально новую конструкцию.

В их двигателе цилиндры отсутствовали как класс: установленный на валу трехгранный ротор был жестко соединен с зубчатым колесом, входившим в зацепление с неподвижной шестерней — статором. По сравнению с обычным поршневым мотором внутреннего сгорания, двигатель Ванкеля (как он стал известен по имени одного из создателей) имел меньшие в 1,5-2 раза габариты, большую удельную мощность, меньшее число деталей (два-три десятка вместо нескольких сотен), а также — за счет отсутствия коленвала и шатунов — более высокие динамические показатели. Впрочем, были и недостатки, с которыми так и не удалось справиться за все время выпуска автомобилей с роторными двигателями: довольно высокий расход топлива на низких оборотах, повышенное потребление масла и сложность в производстве (из-за необходимости точности геометрических форм деталей).

NSU Spider

Фото: Science Museum / Globallookpress.com

Любопытно, что сам Ванкель не умел водить автомобиль и не имел водительских прав — поскольку с раннего детства страдал сильной близорукостью. Это, впрочем, не помешало ему доработать первоначально мотоциклетный движок под нужды автопрома, и в 1964 году NSU выпустила первый в мире серийный роторный автомобиль — кабриолет NSU Spider на базе заднеприводной модели Sport Prinz. Машина выпускалась ограниченной серией (за три года было собрано 2375 экземпляров) и была довольно дорога, в пересчете на нынешние деньги — около 22 тысяч долларов за двухместную малолитражку длиной 3,6 метра.

В 1967 году на рынок вышли сразу две модели с роторными двигателями, ставшие действительно массовыми. NSU представила топовый седан Ro 80, а японская фирма Mazda — спортивное купе Cosmo, первое в полувековой череде машин с двигателем Ванкеля в своей линейке. Немецкая машина, увы, оказалась довольно капризной и «сырой», хотя и была признана «автомобилем года-1968» в Европе. Постоянные рекламации и необходимость дорогостоящего ремонта уже проданных авто привели компанию практически к банкротству — в 1969 году она была куплена концерном Volkswagen и слита в одно подразделение с маркой Audi. Производство Ro 80 тем не менее продолжалось до 1977 года; всего было выпущено более 37 тысяч автомобилей. Передовой для конца 1960-х дизайн кузова, сперва не оцененный потребителями, оказал впоследствии влияние, в частности, на популярную модель Audi 100.

NSU Ro 80

Фото: CPC Collection / Alamy / Diomedia

Кстати, лицензию на «ванкель» купил и СССР. 140-сильным роторным двигателем оборудовались версии вазовских «пятерок» и «семерок» для милиции и КГБ. Внешне они не отличались от серийных машин, но на дороге демонстрировали необходимую резвость. В 1990-е малой серией выпускались и «гражданские» 2108 и 21099 с роторным мотором ВАЗ-415, также абсолютно идентичные по дизайну кузова с «нормальными». Обманчивая внешность породила множество шоферских легенд: неприметная «девятка» вдруг срывалась с места и обгоняла солидный BMW (разгон до сотни у роторной версии занимал 9 секунд, а максимальная скорость достигала 190 километров в час).

Экспериментировали с двигателем Ванкеля и французы из Citroen. Однако модель GS Birotor с двухроторным двигателем вышла на рынок в октябре 1973 года — точно в месяц начала крупнейшего нефтяного кризиса. Машина стоила на 70 процентов дороже стандартной модели GS с четырехцилиндровым мотором, а топлива потребляла больше, чем представительская DS. В результате удалось с большим трудом продать 847 экземпляров, после чего производство было свернуто.

В конечном счете на рынке «ванкелей» осталась только Mazda, продолжавшая совершенствовать двигатель и выпустившая около 20 моделей с роторным двигателем. Инженерам японской компании удалось повысить экономичность и снизить объем токсичных выхлопов (еще одна «врожденная болезнь» роторных двигателей), но даже со всеми усовершенствованиями последняя выпускавшаяся роторная модель, RX-8, не соответствовала нормам Евросоюза. В 2010 году ее прекратили продавать в Европе, а в 2012-м было свернуто производство и для других рынков. Спортивные роторные модели Mazda, однако, за почти полвека производства успели завоевать поклонников во многих странах, включая нашу. Вот что рассказывает о своей RX-8 москвич Олег, автолюбитель со стажем:

«Приобрести RX-8 я решил вовсе не из-за роторного двигателя, а скорее вопреки ему. Но ничего похожего на рынке тогда не было: полноценное четырехместное купе с дверями, которые по старой памяти именуют suicide doors — разве что Rolls-Royce. А еще эти «надбровные дуги» над передними колесами… Однако все, с кем я делился идеей, крутили пальцем у виска: «больше 30 тысяч ротор не ходит», «масла жрет столько же, сколько и бензина», «а бензина — как американский грузовик», «ниже нуля не заводится» и так далее. «Зато не угонят», — решил я. Машина пришла зимой, и первые же недели показали, что перемещение по заснеженной Москве не то что бы совсем невозможно, но требует очень крепких нервов — машина норовила уйти в занос в каждом повороте или забуксовать там, где легко проезжала любая переднеприводная малолитражка. Но, как назло, даже в лютый мороз заводилась исправно. Да и сколько той зимы.

Mazda RX-8

Фото: National Motor Museum / Heritage Images / Getty Images

Снег сошел, и Mazda, наконец, оказалась в своей стихии. Да, масло (каждую тысячу приходилось открывать капот и доливать до рисочки), да, расход (в особенно хорошие дни бывало и больше 20 литров на сотню), но все это компенсировалось возможностью обмануть слух окружающих и, раскрутив двигатель до 9000 оборотов, прикинуться гоночным мотоциклом. Точный руль, задний привод и 230 лошадиных сил превращали любую, еще не изобиловавшую тогда камерами дорогу, в гоночный трек практически без моего участия. Даже стоя под окном, машина, казалось, куда-то ехала. Из-под этого окна, разоблачив тем самым еще один миф, ее и угнали. К тому времени, несмотря на то, что роторного двигателя побаивались даже «официалы», машина прошла 70 тысяч километров без намеков на какие-либо неполадки.

Audi A1 E-Tron Concept

Фото: Adrian Moser / Bloomberg / Getty Images

Хотя производство серийных автомобилей с роторным двигателем прекратилось еще пять лет назад, разработчики, похоже, не собираются навсегда расставаться с «ванкелем». Перспективными в этом смысле представляются гибридные силовые установки — благодаря малому размеру роторно-поршневого двигателя. Так, Audi в 2010 году продемонстрировала в Женеве гибридный прототип A1 e-tron concept с 60-сильным электромотором и двигателем Ванкеля рабочим объемом всего 250 кубических сантиметров, развивающим мощность 20 лошадиных сил и выполняющим фактически функцию генераторной установки.

Роторный мотор должен быть забыт как страшный сон – Обзор – Autoutro.ru

Каждый раз, когда Mazda анонсирует новую модель, обязательно находится кучка неотесанных мужланов, которые заявляют, что этот автомобиль был бы на порядок лучше, если бы Mazda оснастила его роторным двигателем Ванкеля. Однако им следует знать: роторный мотор – это мусор!

У автомобильных инженеров нелегкая жизнь. Ну хотя бы потому, что это единственные люди, кроме третьеклассников, которые тратят деньги на транспортиры. Они всегда стараются создать что-то интересное, а в итоге получают насмешки нерадивых автожурналистов за то, что их творение не вызывает у тех мгновенную эрекцию.

Однако все это не оправдывает тот факт, что роторный мотор – это проклятый беспорядок, и любой человек, имеющий степень в автомобилестроении и продвигающий эту идею, должен быть уволен.

Вот как это чудо работает. В обычном поршневом двигателе поршни на коленвале двигаются вверх и вниз под действием выделяющейся энергии сгорания топливо-воздушной смеси. На протяжении долгих лет этот тип двигателя становился эффективнее, мощнее и экологичнее. Им питаются все – от Smart до Ferrari.

В роторном двигателе вместо поршней или чего-то подобного, имевшего смысл для человека с высшим образованием, расположен похожий на дорито поршень на эксцентриковом валу, который движется по эпитрохоиде. Он тоже функционирует под действием сгорания топливо-воздушной смеси, но врожденный недостаток дизайна подразумевает, что он жрет масло с аппетитом броненосца, которого полдня вращали в стиральной машине. К тому же он был создан нацистом!

NSU ro80

Но это еще не все. В запуске и выключении мотора тоже есть свои премудрости. Если вы выключите непрогретый двигатель, смело освобождайте себе ближайшие несколько часов, чтобы повозиться с залитыми свечами. К тому же срок службы этого двигателя можно сравнить с первым сервисным интервалом Honda Civic вашей тетушки.

Экономия топлива у этих машин на уровне огромных американских лайнеров 80-х годов, а крутящий момент примерно равен моменту плетеной корзины, упавшей со второго этажа.

Mazda RX-7

Это ненавистный двигатель, и его нужно забыть как лазерные диски. Он заслуживает лишь короткой статьи в энциклопедии, поскольку ни на что не повлиял и ни к какой эволюции не привел. Мы можем себе представить, как ответственные инженеры пожимали плечами после очередной провальной итерации ротора и сожалели о колоссально-бессмысленной трате кокаина.

Mazda RX-8

Не обманывайтесь восторженными фанатами на тематических форумах, ведь каждый владелец ротора знает, что значит просыпаться и задаваться вопросом, позволит ли сегодня эта груда хлама под капотом участвовать в транспортном потоке. Возьмите V8! Возьмите V6. Возьмите моторчик от машинки для гольфа. В конце концов вырвите пол в машине и толкайтесь голыми ногами по асфальту! Что угодно, но только не ротор!

Теперь, когда пар выпущен, нужно справедливости ради упомянуть хотя бы пару преимуществ. Итак, роторный двигатель имеет потрясающую удельную мощность. А еще он ровный, как крыло ангела. Удельная мощность важна, потому что роторный мотор будет меньше и легче поршневого с тем же уровнем мощности. То есть вы можете грамотнее использовать подкапотное пространство. Этот факт плюс легкость обеспечивают лучшую управляемость. Таким образом если преследуемая вами цель – управляемость, то ротор – отличный выбор. Кроме того, его плавность увлекает и заставляет вас выше крутить обороты. Это мотор, который любит работать под нагрузкой!

ВАЗ 2109-90. Экспериментальная серия с мощным роторным двигателем. Прокормить его могли только спецслужбы
Асинхронные двигатели с фазным ротором

| Двигатели переменного тока

Асинхронный двигатель с фазным ротором имеет статор, подобный асинхронному двигателю с короткозамкнутым ротором, но ротор с изолированными обмотками, выведенными через контактные кольца и щетки.

Однако на контактные кольца не подается питание. Их единственная цель — обеспечить включение сопротивления последовательно с обмотками ротора при запуске (рисунок ниже). Это сопротивление закорачивается при запуске двигателя, чтобы ротор электрически выглядел как его копия с короткозамкнутым ротором.

Асинхронный двигатель с ротором

Q: Зачем подключать сопротивление последовательно с ротором?

A: Асинхронные двигатели с короткозамкнутым ротором потребляют от 500% до более 1000% тока полной нагрузки (FLC) во время запуска. Хотя это не является серьезной проблемой для небольших двигателей, это проблема для больших (10 кВт) двигателей.

Последовательное включение сопротивления с обмотками ротора не только снижает пусковой ток, ток заторможенного ротора (LRC), но также увеличивает пусковой момент, крутящий момент заторможенного ротора (LRT).На рисунке ниже показано, что при увеличении сопротивления ротора с 0 R до 1 R 2 R, пик крутящего момента при пробое смещается влево до нулевой скорости.

Обратите внимание, что этот пик крутящего момента намного выше, чем пусковой крутящий момент, доступный без сопротивления ротора (R 0 ), скольжение пропорционально сопротивлению ротора, а крутящий момент отрыва пропорционален скольжению. Таким образом, при запуске создается высокий крутящий момент.

Пик пробивного момента сдвигается на нулевую скорость за счет увеличения сопротивления ротора

Сопротивление снижает крутящий момент, доступный при полной скорости вращения.Но это сопротивление закорачивается к моменту запуска ротора. Закороченный ротор работает как ротор с короткозамкнутым ротором. Тепло, выделяемое при запуске, в основном рассеивается за пределами двигателя в пусковом сопротивлении.

Сложность и техническое обслуживание щеток и контактных колец является недостатком ротора с обмоткой по сравнению с простым ротором с короткозамкнутым ротором.

Этот двигатель подходит для пуска высокоинерционных нагрузок. Высокое пусковое сопротивление обеспечивает высокий крутящий момент отрыва при нулевой скорости.Для сравнения, ротор с короткозамкнутым ротором демонстрирует отрывной (пиковый) крутящий момент только на 80% от его синхронной скорости.

Контроль скорости

Скорость двигателя можно изменять, возвращая переменное сопротивление в цепь ротора. Это снижает ток и скорость ротора. Высокий пусковой крутящий момент, доступный при нулевой скорости, а также разрывной крутящий момент при пониженной передаче недоступен на высокой скорости.

См. График R 2 при 90% Ns, рисунок ниже. Резисторы R 0 , R 1 , R 2 , R 3 увеличиваются по значению от нуля.

Более высокое сопротивление при R 3 еще больше снижает скорость. Регулировка скорости плохая в отношении изменяющихся нагрузок крутящего момента. Этот метод управления скоростью полезен только в диапазоне от 50% до 100% полной скорости.

Контроль скорости хорошо работает с нагрузками с переменной скоростью, такими как лифты и печатные машины.

Сопротивление ротора контролирует скорость асинхронного двигателя с фазным ротором

Индукционный генератор с двойным питанием

Ранее мы описали асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором, действующий как генератор, если его скорость превышает синхронную.(См. Генератор переменного тока с асинхронным двигателем). Это индукционный генератор с одинарным питанием, имеющий электрические соединения только с обмотками статора.

Асинхронный двигатель с фазным ротором может также действовать как генератор, когда его скорость превышает синхронную. Поскольку есть соединения как со статором, так и с ротором, такая машина известна как индукционный генератор с двойным питанием (DFIG).

Сопротивление ротора допускает превышение скорости асинхронного генератора с двойным питанием

Индукционный генератор с однополярным питанием имел полезный диапазон скольжения только 1% при приводе в действие неприятным моментом ветра.Поскольку скорость асинхронного двигателя с фазным ротором можно регулировать в диапазоне 50-100% путем добавления сопротивления в ротор, мы можем ожидать того же от асинхронного генератора с двойным питанием.

Мы можем не только замедлить ротор на 50%, но и увеличить его скорость на 50%. То есть мы можем изменять скорость асинхронного генератора с двойным питанием на ± 50% от синхронной скорости. На практике более практично ± 30%.

Если генератор превышает скорость, сопротивление в цепи ротора поглотит избыточную энергию, в то время как статор подает постоянные 60 Гц в линию электропередачи (рисунок выше).В случае пониженной скорости отрицательное сопротивление, вставленное в цепь ротора, может восполнить дефицит энергии, по-прежнему позволяя статору питать линию электропередачи мощностью 60 Гц.

Преобразователь восстанавливает энергию от ротора индукционного генератора с двойным питанием

На практике сопротивление ротора может быть заменено преобразователем, поглощающим мощность от ротора и подающим мощность в линию питания вместо ее рассеивания.Это повышает эффективность генератора.

Преобразователь

заимствует энергию из линии питания для ротора индукционного генератора с двойным питанием, что позволяет ему хорошо работать при синхронной скорости

Преобразователь может «заимствовать» мощность из линии для низкоскоростного ротора, который передает ее на статор. Заимствованная мощность вместе с большей энергией на валу передается на статор, подключенный к линии электропередачи.

Похоже, что статор подает на линию 130% мощности.Имейте в виду, что ротор «занимает» 30%, оставляя линию со 100% для теоретического DFIG без потерь.

Характеристики асинхронного двигателя с обмоткой ротора
  • Превосходный пусковой момент для высокоинерционных нагрузок.
  • Низкий пусковой ток по сравнению с асинхронным двигателем с короткозамкнутым ротором.
  • Скорость — это переменная сопротивления от 50% до 100% полной скорости.
  • Более строгое техническое обслуживание щеток и контактных колец по сравнению с двигателем с короткозамкнутым ротором.
  • Генераторная версия машины с фазным ротором известна как индукционный генератор с двойным питанием, машина с регулируемой скоростью.

СВЯЗАННЫЙ РАБОЧИЙ ЛИСТ:

Основы двигателя с внешним ротором: конструкция и применение

Обычные бесщеточные двигатели постоянного тока сконструированы с ротором с постоянными магнитами, расположенным внутри статора с обмоткой. Но в одном из типов двигателей постоянного тока ротор находится снаружи, а статор размещен внутри ротора. Постоянные магниты установлены на внутреннем диаметре корпуса ротора (иногда называемом «колоколом» или «чашей»), и ротор вращается вокруг внутреннего статора с обмотками.Эту конструкцию часто называют двигателем с внешним ротором, но ее также можно назвать двигателем с внешним ротором, двигателем с внешним ротором или двигателем с чашей.

Как следует из названия, двигатель с внешним ротором спроектирован с ротором снаружи и статором, размещенным внутри ротора.
Изображение предоставлено: Nidec Corporation

Конструкция с внешним ротором обеспечивает несколько преимуществ в производительности. Во-первых, для размещения статора ротор двигателя с внешним ротором по необходимости больше, чем ротор обычного двигателя постоянного тока.А более крупный ротор означает более высокую инерцию, что помогает гасить пульсации крутящего момента (обычная проблема для обычных двигателей постоянного тока) и обеспечивать плавную и стабильную работу даже на низких скоростях.

Еще одно преимущество двигателей с внешним ротором состоит в том, что они обычно могут создавать более высокий крутящий момент, чем конструкции с внутренним ротором сопоставимых размеров. Напомним, что крутящий момент — это произведение магнитной силы на радиус воздушного зазора (длина магнитного потока). Для данного диаметра двигателя двигатели с внешним ротором имеют большую площадь воздушного зазора, чем конструкции с внутренним ротором, а больший воздушный зазор позволяет создавать более высокую силу.Они также имеют больший радиус воздушного зазора, что увеличивает «плечо рычага» для создания крутящего момента. Больший диаметр (и, следовательно, окружность) ротора в конструкциях с внешним ротором также означает, что ротор может вмещать больше полюсов, что дополнительно увеличивает магнитный поток.

По сравнению с двигателем с внутренним ротором, двигатель с внешним ротором имеет большую площадь для развития магнитного потока и больший радиус воздушного зазора, который действует как «плечо рычага» для создания крутящего момента.
Изображение предоставлено: Т. Райхерт, Лаборатория силовых электронных систем

Двигатели с внешним ротором в осевом направлении короче, чем двигатели с внутренним ротором, с аналогичными рабочими характеристиками.Благодаря компактным размерам и высокому крутящему моменту они идеально подходят для непосредственного управления воздушными винтами дистанционно управляемых моделей самолетов и дронов. В высокоточных приложениях, таких как оптические приводы, их плавная и стабильная скорость является преимуществом по сравнению с двигателями других типов. А в приложениях с изменяющейся нагрузкой, таких как промышленные электроинструменты, насосы, вентиляторы и воздуходувки, высокая инерция двигателей с внешним ротором может помочь «протолкнуть» колебания нагрузки и обеспечить стабильный выходной крутящий момент.

Вентиляторы и нагнетатели — одно из наиболее распространенных применений двигателей с внешним ротором благодаря особому конструктивному преимуществу: внешний ротор может служить в качестве ступицы вентилятора или крыльчатки нагнетателя.Это обеспечивает компактный корпус и позволяет крыльчатке действовать как большой вращающийся радиатор и способствовать охлаждению двигателя.

Но интеграция ротора в крыльчатку также увеличивает механическую постоянную времени двигателя — время, необходимое двигателю для достижения 63,2 процента его конечной скорости при заданном напряжении — важный параметр для защиты двигателя от перегрева.

τ м = механическая постоянная времени двигателя
R = сопротивление обмотки
J = инерция ротора
K e = постоянная противо-ЭДС
K t = постоянная крутящего момента

Как показано в уравнении, механическая постоянная времени двигателя частично зависит от инерции ротора.Когда ротор встроен в крыльчатку, инерция ротора и крыльчатки учитывается вместе. Эта более высокая инерция приводит к более высокой механической постоянной времени и, следовательно, к более длительному времени, в течение которого двигатель достигает требуемой скорости.

Асинхронный двигатель с обмоткой ротора Экономия

Асинхронные двигатели с большим обмоточным ротором (WRIM) уже несколько десятилетий используются в некоторых отраслях промышленности. В цементной и горнодобывающей промышленности мощные WRIM используются на больших мельницах, где они имеют преимущество в виде контролируемых пусковых характеристик и регулируемой скорости.Эти двигатели также используются в больших насосах в водопроводной и канализационной промышленности.

WRIM имеет трехфазный статор с обмоткой, который обычно подключается непосредственно к системе питания. Ротор имеет трехфазную обмотку с тремя выводами, подключенными к отдельным контактным кольцам, которые обычно подключаются к жидкостному реостату или группе резисторов. Реостат используется для запуска и может быть отключен, когда двигатель наберет нужную скорость. Изменяя сопротивление ротора с помощью реостата, можно изменять скорость двигателя.В прошлом мощность, рассеиваемая реостатом, терялась в виде тепла; однако, используя привод с регулируемой скоростью вместо реостата, мощность скольжения может быть восстановлена ​​и возвращена в сеть, что позволяет экономить энергию. Кроме того, используя привод для увеличения мощности, снимаемой с ротора, можно снизить скорость двигателя. В качестве бонуса, подавая мощность на ротор через привод, двигатель может работать выше синхронной скорости. Скорость, конечно, должна быть в пределах проектных ограничений двигателя.

В системе восстановления мощности скольжения используется современный низковольтный привод с широтно-импульсной модуляцией.Эта новая реализация основана на стандартной линейке низковольтных приводов асинхронных двигателей TMEIC, используемых в обрабатывающих отраслях, таких как обработка металлов и производство бумаги. Оборудование очень надежное и знакомое и подходит для новых или существующих двигателей. Мощность скольжения представляет собой низкое напряжение и составляет лишь небольшую часть от общей мощности двигателя, поэтому требуемый привод имеет малую мощность и более низкую стоимость, чем полноразмерный привод среднего напряжения.

Расчеты для WRIM мощностью 5000 л.с., работающего на 90% полной скорости, показывают, что рекуперированная энергия составляет 360 кВт на сумму более 200 000 долларов в год.

Электродвигатель | Британника

Самый простой тип асинхронного двигателя показан на рисунке в разрезе. Трехфазный набор обмоток статора вставлен в пазы в железе статора. Эти обмотки могут быть подключены по схеме «звезда», обычно без внешнего подключения к нейтральной точке, или по схеме «треугольник». Ротор состоит из цилиндрического стального сердечника с проводниками, размещенными в пазах по всей поверхности. В наиболее обычном виде эти проводники ротора соединены вместе на каждом конце ротора токопроводящим концевым кольцом.

Поперечное сечение трехфазного асинхронного двигателя.

Британская энциклопедия, Inc.

Принцип работы асинхронного двигателя может быть разработан, сначала предположив, что обмотки статора подключены к трехфазному источнику питания и что набор из трех синусоидальных токов, показанных на рисунке, протекает в обмотках статора. На этом рисунке показано влияние этих токов на создание магнитного поля через воздушный зазор машины в течение шести мгновений цикла.Для простоты показана только центральная токопроводящая петля для каждой фазной обмотки. В момент t 1 на рисунке ток в фазе a является максимально положительным, а в фазах b и c — вдвое отрицательным. Результатом является магнитное поле с приблизительно синусоидальным распределением вокруг воздушного зазора с максимальным значением наружу вверху и максимальным значением внутрь внизу. В момент времени t 2 на чертеже (то есть через одну шестую цикла позже) ток в фазе c является максимально отрицательным, в то время как ток как в фазе b, так и в фазе a имеет положительное значение на половину.В результате, как показано на рисунке для t 2 , снова будет синусоидально распределенное магнитное поле, но повернутое на 60 ° против часовой стрелки. Исследование распределения тока для t 3 , t 4 , t 5 и t 6 показывает, что магнитное поле продолжает вращаться с течением времени. Поле совершает один оборот за один цикл токов статора. Таким образом, совокупный эффект трех равных синусоидальных токов, равномерно смещенных во времени и протекающих в трех обмотках статора, равномерно смещенных в угловом положении, должен создать вращающееся магнитное поле с постоянной величиной и механической угловой скоростью, которая зависит от частоты электроснабжение.

Получите подписку Britannica Premium и получите доступ к эксклюзивному контенту.
Подпишитесь сейчас

Вращательное движение магнитного поля относительно проводников ротора вызывает индуцирование напряжения в каждом из них, пропорциональное величине и скорости поля относительно проводников. Поскольку проводники ротора закорочены друг с другом на каждом конце, в этих проводниках будут протекать токи. В простейшем режиме работы эти токи будут примерно равны индуцированному напряжению, деленному на сопротивление проводника.Картина токов ротора для момента t 1 рисунка показана на этом рисунке. Видно, что токи приблизительно синусоидально распределены по периферии ротора и расположены так, чтобы создавать вращающий момент против часовой стрелки на роторе (то есть вращающий момент в том же направлении, что и вращение поля). Этот крутящий момент ускоряет ротор и вращает механическую нагрузку. По мере увеличения скорости вращения ротора его скорость относительно скорости вращающегося поля уменьшается.Таким образом, индуцированное напряжение уменьшается, что приводит к пропорциональному снижению тока в проводнике ротора и крутящего момента. Скорость ротора достигает постоянного значения, когда крутящий момент, создаваемый токами ротора, равен крутящему моменту, необходимому на этой скорости для нагрузки, без избыточного крутящего момента, доступного для ускорения объединенной инерции нагрузки и двигателя.

Вращающееся поле и токи, которые оно создает в короткозамкнутых проводниках ротора.

Британская энциклопедия, Inc.

Механическая выходная мощность должна обеспечиваться входной электрической мощностью.Первоначальных токов статора, показанных на рисунке, достаточно для создания вращающегося магнитного поля. Чтобы поддерживать это вращающееся поле в присутствии токов ротора, показанных на рисунке, необходимо, чтобы обмотки статора несли дополнительную составляющую синусоидального тока такой величины и фазы, чтобы нейтрализовать влияние магнитного поля, которое в противном случае могло бы возникнуть. токами ротора на рисунке. Полный ток статора в каждой фазной обмотке складывается из синусоидальной составляющей, создающей магнитное поле, и другой синусоиды, опережающей первую на четверть цикла, или 90 °, для обеспечения необходимой электрической мощности.Вторая, или силовая, составляющая тока находится в фазе с напряжением, приложенным к статору, в то время как первая, или намагничивающая, составляющая отстает от приложенного напряжения на четверть цикла или 90 °. При номинальной нагрузке эта намагничивающая составляющая обычно находится в диапазоне от 0,4 до 0,6 величины составляющей мощности.

Большинство трехфазных асинхронных двигателей работают с обмотками статора, подключенными непосредственно к трехфазному источнику питания постоянного напряжения и постоянной частоты. Типичное напряжение питания составляет от 230 В между фазами для двигателей относительно небольшой мощности (например,g., от 0,5 до 50 киловатт) до примерно 15 киловольт между фазами для двигателей большой мощности до примерно 10 мегаватт.

За исключением небольшого падения напряжения на сопротивлении обмотки статора, напряжение питания согласуется со скоростью изменения магнитного потока в статоре машины во времени. Таким образом, при питании с постоянной частотой и постоянным напряжением величина вращающегося магнитного поля остается постоянной, а крутящий момент примерно пропорционален силовой составляющей тока питания.

В асинхронном двигателе, показанном на предыдущих рисунках, магнитное поле совершает один оборот за каждый цикл частоты питания. Для источника с частотой 60 Гц скорость поля составляет 60 оборотов в секунду или 3600 оборотов в минуту. Скорость ротора меньше скорости поля на величину, достаточную для того, чтобы индуцировать необходимое напряжение в проводниках ротора для создания тока ротора, необходимого для момента нагрузки. При полной нагрузке скорость обычно на 0,5–5 процентов ниже полевой скорости (часто называемой синхронной скоростью), причем более высокий процент применяется к двигателям меньшего размера.Эта разница в скорости часто называется скольжением.

Другие синхронные скорости могут быть получены с источником постоянной частоты, построив машину с большим количеством пар магнитных полюсов, в отличие от двухполюсной конструкции, показанной на рисунке. Возможные значения скорости магнитного поля в оборотах в минуту равны 120 f / p, где f — частота в герцах (циклов в секунду), а p — количество полюсов (которое должно быть четным числом). Данный железный каркас может быть намотан для любого из нескольких возможных количеств пар полюсов с помощью катушек, охватывающих угол приблизительно (360 / p) °.Крутящий момент, передаваемый от рамы машины, останется неизменным, поскольку он пропорционален произведению магнитного поля и допустимого тока катушки. Таким образом, номинальная мощность рамы, являющаяся произведением крутящего момента и скорости, будет примерно обратно пропорциональна количеству пар полюсов. Наиболее распространенные синхронные скорости для двигателей с частотой 60 Гц — 1800 и 1200 оборотов в минуту.

The Switch — Индукционная техника с твердым ротором

Лучший выбор — цельнороторная техника

Возраст коробок передач постепенно угасает, и появляется новый стандарт.Впервые передовая технология, доступная в настоящее время только для нескольких крупных клиентов, теперь предлагается в виде стандартных пакетов. Теперь преимущества непревзойденной стоимости и компактного размера легко доступны для более широкого спектра высокоскоростных приложений.

Устанавливая новый стандарт

Асинхронный двигатель со сплошным ротором — это уникальный тип асинхронного двигателя с не слоистой конструкцией ротора. Жесткая конструкция обеспечивает непревзойденную стабильность и баланс, обеспечивая исключительную надежность вращающейся системы для всех типов высокоскоростных приложений.В своей простейшей форме цельный ротор представляет собой стержень из ферромагнитной стали, подвергнутый механической обработке. Для повышения производительности могут быть применены усовершенствования, такие как разрезание, добавление концевого кольца с высокой проводимостью или даже включение обоймы ротора.

Продуманная прочная конструкция ротора обеспечивает превосходную механическую прочность, позволяющую избежать неуравновешенных вибраций. Кроме того, он выдерживает высокие центробежные силы и агрессивные химические вещества, что делает его исключительно надежным и долговечным.

Основываясь на более чем двадцатилетнем опыте, наша технология с твердым ротором теперь доступна в виде стандартизированных двигателей в паре с приводами мощностью от 300 до 1500 кВт и скоростью до 15 000 об / мин.

Чтобы узнать больше о преимуществах перехода на технологию с твердым ротором, загрузите наш технический документ:

Загрузить технический документ: Технология цельного ротора (EN) Загрузить технический документ: Технология цельного ротора (DE) Загрузить технический документ: Технология цельного ротора (IT)

Устранить коробку передач

Прочный двигатель с твердым ротором устраняет необходимость в редукторе, позволяя при этом достигать более высоких скоростей и доступности.

Меньше компонентов, меньше необходимости в обслуживании

Механические проблемы, связанные с коробками передач, больше не являются проблемой.Меньшее количество компонентов также снижает потребность в дополнительных деталях и обслуживании.

Превосходная надежность, непревзойденная эффективность, компактнее на 50%

Прочная конструкция ротора обеспечивает высокую механическую прочность и стабильность, что позволяет достичь более высокого КПД двигателя. Конструкция также более компактна и легче по весу, занимая до 50% меньше места по сравнению с традиционной конструкцией.

Свяжитесь с нами для получения дополнительной информации

Двигатель с внешним ротором

Двигатель с внешним ротором — это двигатель с вращающейся оболочкой и фиксированным валом.Этот двигатель отличается экономией места, компактным дизайном и красивым внешним видом. Он подходит для установки в рабочие колеса для оптимального охлаждения. Следовательно, не требуются клиновые ремни, дополнительные натяжные ремни или другое оборудование. В двигателе используется пара герметичных радиальных шарикоподшипников для длительного срока службы. Высокоточные шарикоподшипники могут минимизировать вибрацию и снизить шум при работе.

В двигателе с внешним ротором используются высококачественные электромагнитные материалы и особая конструкция электромагнитной конструкции, обеспечивающая эффективную работу двигателя и большую экономию энергии.На конце обмотки двигателя установлено высокочувствительное тепловое реле, обеспечивающее безопасную и надежную работу двигателя. Поскольку этот двигатель имеет большой крутящий момент, он подходит для большого гребного винта и имеет высокий КПД. Кроме того, он широко используется в различных электрических дронах.

Сортировать по:
DefaultName (A — Z) Имя (Z — A) Цена (Низкая> Высокая) Цена (Высокая> Низкая) Рейтинг (Наивысший) Рейтинг (Наименьший) Модель (A — Z) Модель (Z — A)

Показывать:
20255075100

Артикул: 32BLE18-24-01

Электрические характеристики
Номер детали производителя: 32BLE18-24-01
Фаза: 3
Поляки: 8
Сопротивление / линия: 13.7 ± 10% [защита электронной почты] ℃
Индуктивность / линия: 7,73 ± 20% [защита электронной почты]
Номинальное напряжение: 24 В постоянного тока
Скорость холостого хода: 4530 ± 10% об / мин
Ток холостого хода: 0 ..

60,91 долл. США

Начиная с: 60,91 $

Артикул: 45BLE18-24-01

Электрические характеристики
Номер детали производителя: 45BLE18-24-01
Фаза: 3
Поляки: 16
Сопротивление / линия: 1,42 ± 10% [защита электронной почты] ℃
Индуктивность / линия: 0,6 ± 20% [защита электронной почты]
Номинальное напряжение: 24 В постоянного тока
Скорость холостого хода: 6500 ± 10% об / мин
Ток холостого хода: 0 ..

64,49 $

От 64 долларов.49

Артикул: 45BLE22-24-01

Электрические характеристики
Номер детали производителя: 45BLE22-24-01
Фаза: 3
Поляки: 16
Сопротивление / линия: 0,7 ± 0,1 [защита электронной почты] ℃
Индуктивность / линия: 0,33 ± 0,1 [защита электронной почты]
Номинальное напряжение: 24 В постоянного тока
Скорость холостого хода: 6700 ± 10% об / мин
Ток холостого хода: 0 ..

72,13 $

Начиная с: 72,13 $

Артикул: 45BLE27-24-01

Электрические характеристики
Номер детали производителя: 45BLE27-24-01
Фаза: 3
Поляки: 16
Сопротивление / линия: 0,56 ± 0,1 [защита электронной почты] ℃
Индуктивность / Линия: 0.27 ± 0,1 [адрес электронной почты защищен]
Номинальное напряжение: 24 В постоянного тока
Скорость холостого хода: 6100 ± 10% об / мин
Ток без нагрузки: ..

80,73 долл. США

Начиная с: 80,73 $

Артикул: 60BLE34-24-01

Электрические характеристики
Номер детали производителя: 60BLE34-24-01
Фаза: 3
Поляки: 14
Сопротивление / линия: 0,3 ± 0,1 [защита электронной почты] ℃
Индуктивность / линия: 0,2 ± 0,2 [защита электронной почты]
Номинальное напряжение: 24 В постоянного тока
Скорость холостого хода: 4250 ± 10% об / мин
Ток холостого хода: 0 …

112,26 $

Начиная с: 112,26 $

Разница между статором и ротором (со сравнительной таблицей)

Статор и ротор являются частями электродвигателя.Существенная разница между ротором и статором заключается в том, что ротор — это вращающаяся часть двигателя, а статор — это неподвижная часть двигателя. Другие различия между статором и ротором показаны ниже в сравнительной таблице.

Рама статора, сердечник статора и обмотка статора являются частями статора. Рама поддерживает сердечник статора и защищает их трехфазную обмотку. Сердечник статора несет вращающееся магнитное поле, индуцируемое трехфазным питанием.

Ротор расположен внутри сердечника статора. Беличья клетка и ротор с фазовой намоткой являются типами ротора. Обмотка ротора возбуждается источником постоянного тока. Обмотка возбуждения создает постоянное магнитное поле в сердечнике ротора.

Содержание: Статор против ротора

  1. Сравнительная таблица
  2. Определение
  3. Ключевые отличия
  4. Заключение

Сравнительная таблица

Основа для сравнения Статор Ротор
Определение Это неподвижная часть машины Это вращающаяся часть двигателя.
Детали Наружная рама, сердечник статора и обмотка статора. Обмотка ротора и сердечник ротора
Электропитание Трехфазное электропитание Электропитание постоянного тока
Обмотка Сложная Легкая
Изоляция Тяжелая Меньше
Потери на трение Высокие Низкие
Охлаждение Легко Сложное

Определение статора

Статор — это статическая часть двигателя.Основная функция статора — создание вращающегося магнитного поля. Рама статора, сердечник статора и обмотка статора являются тремя частями статора. Сердечник статора поддерживает и защищает трехфазную обмотку статора. Штамповка из высококачественной кремнистой стали составляет сердечник статора.

Определение ротора

Вращающаяся часть двигателя называется ротором. Сердечник ротора и обмотка ротора являются частью ротора. Обмотка ротора возбуждается источником постоянного тока.Беличья клетка и фазовая намотка — это типы ротора.

Сердечник ротора с короткозамкнутым ротором выполнен из железного цилиндрического сердечника. На внешней поверхности сердечника имеется полукруглая прорезь, на которой размещаются медные или алюминиевые проводники. На концах жилы закорачиваются с помощью алюминиевых или медных колец.

Работа ротора и статора

Статор создает вращающееся магнитное поле из-за трехфазного питания.Если ротор находится в состоянии покоя, то в них возникает электромагнитная сила из-за явления электромагнитной индукции.

Электромагнитная индукция — это явление, при котором ЭДС индуцируется в проводнике с током из-за переменного магнитного поля. В роторе возникает ток, который заставляет ротор двигаться.

Ключевые различия между статором и ротором

  1. Статор — это неподвижная часть машины, а ротор — это подвижная часть машины.
  2. Сердечник статора, обмотка статора и внешняя рама являются тремя частями статора, тогда как сердечник ротора и обмотка возбуждения являются частями ротора.
  3. Трехфазное питание подается на обмотку статора. Ротор возбуждается источником постоянного тока.
  4. Обмотка статора более сложная по сравнению с ротором.
  5. Обмотка статора хорошо изолирована, так как в ней индуцируется высокое напряжение. А у ротора низкая изоляция.
  6. Размер обмотки статора больше для пропускания сильного тока по сравнению с обмоткой возбуждения.
  7. Система охлаждения статора лучше по сравнению с ротором, потому что статор неподвижен.
  8. Потери на трение меньше в роторе по сравнению со статором из-за его небольшого веса.

Заключение

Статическая часть машины известна как статор. А вращающаяся часть машины известна как ротор. Ротор размещен внутри сердечника статора.Трехфазный ток подается на обмотку статора, которая создает вращающееся магнитное поле.