Обмотка статора и ротора электродвигателя: виды и применяемое оборудование для намотки (перемотки)

Обмотка представляет собой катушку из нескольких десятков витков проволоки, по которой протекает электрический ток для создания магнитного поля. Как правило, используемые в электродвигателях обмотки состоят из эмалированной медной проволоки. Реже применяют алюминий. Разные типы электродвигателей имеют разные виды обмоток. Для намотки новых и перемотки старых (вышедших из строя) статоров и роторов используют специальное оборудование. Большинство современных моделей станков – автоматизированные. Программное управление упрощает и ускоряет процессы намотки на сердечник, повышая общую производительность предприятия. Ниже перечислим виды обмоток и сделаем краткий обзор оборудования для наматывания.

Что такое обмотка

В электродвигателе обмотка представляет собой многовитковую медную или алюминиевую катушку с магнитным сердечником. Когда через неё протекает электрический ток, – создаётся магнитное поле. Это основная функция обмотки в электромоторе для его работы. Не менее важным выступает обмотка ротора, подвижного компонента электрической машины, чтобы обеспечить наибольшую связь магнитным полем. Таким образом, обмотка является одним из основных компонентов электродвигателя, который отвечает за работу силового агрегата.

Конструкция, назначение и виды обмотки двигателя

Катушка статора состоит из изолированных проводов, намотанных на магнитный сердечник, состоящий из стальных пластин. Когда электрический ток протекает через обмотку создаётся стабильное магнитное поле, необходимое для создания крутящего момента в роторе. Этот крутящий момент используется для приведения в действие механической нагрузки, прикреплённой к валу двигателя. Следовательно, основной функцией обмоток статора и ротора двигателя является преобразование электрической энергии в механическую посредством электромагнитного явления.

Типы обмоток электродвигателя:

• Обмотка якоря.
• Обмотка ротора.
• Обмотка статора.
• Замкнутая обмотка.
• Разомкнутая обмотка.
• Обмотка возбуждения.
• Концентрированная обмотка.
• Сосредоточенные обмотки.
• Распределённая обмотка.
• Волновая обмотка.
• Намотка внахлёст.

Ниже чуть подробно распишем про каждый тип обмотки двигателя один за другим.

Обмотка якоря

Обмотка якоря – это замкнутая система проводников, определённым образом уложенных в пазы сердечника якоря и присоединённых к коллектору. Она состоит из последовательных отдельных секций. В электродвигателе постоянного тока обмотка якоря является основной, в которой создаётся электромагнитный крутящий момент.

Обмотка ротора

Обмотка ротора – это тип обмотки, выполненный на вращающейся части двигателя переменного тока. Проволока размещена в пазах, выполненных на сердечнике вала, называемых зубцовой зоной.

Обмотка статора

В электродвигателях обмотка статора – это тип обмотки, размещённый на неподвижной части. В асинхронных двигателях переменного тока обмотка статора размещается в пазах, вырезанных в сердечнике. В двигателях постоянного тока обмотка статора намотана вокруг магнитных полюсов.

Между ротором и якорем есть существенные различия, несмотря на внешнее сходство и подвижную функцию. Ротор увлекается вслед за бегающим магнитным полем катушек статора, пытаясь догнать его. Якорь же сам отталкивается от катушек статора, а магнитное поле в статоре остаётся неподвижным.

Замкнутая обмотка

Как следует из названия, замкнутая обмотка образует замкнутый контур или траекторию вокруг якоря. Обмотка этого типа начинается и заканчивается в одной и той же точке. Протекание тока через замкнутую обмотку происходит через угольные щётки, размещённые на коллекторе.

Разомкнутая обмотка

В электродвигателях, когда концы обмоток подводятся к клеммам для выполнения внешних подключений, такой тип обмотки называется обмоткой открытого типа. Простыми словами, разомкнутая обмотка – это такая обмотка, которую можно оставить разомкнутой в одной или нескольких точках. Используются в двигателях переменного тока, таких как асинхронные или синхронные.

Обмотка возбуждения

Обмотка возбуждения – это обмотка двигателя, которая создаёт магнитное поле, необходимое для работы электромотора. В двигателях постоянного тока обмотка возбуждения расположена на статоре и возбуждается от источника постоянного тока. В асинхронных двигателях обмотка возбуждения также размещена на статоре, но возбуждается от источника переменного тока.

Концентрированная обмотка

Концентрированной намоткой называется обмотка из нескольких витков проводящего провода, расположенных последовательно и образующих единую катушку из нескольких витков. Все витки имеют одну и ту же магнитную ось. Этот тип обмотки используется в том случае, когда количество полюсов и количество пазов двигателя должны быть одинаковыми.

Сосредоточенная обмотка

Сосредоточенно обмотка наматывается на один зуб сердечника статора или ротора. Её основное преимущество заключается в том, что она имеет очень маленькую головку в верхней и нижней частях электродвигателя. Используется в двигателях с меньшей осевой длиной и большим диаметром, например, в синхронных двигателях с выступающим полюсом.

Распределённая обмотка

Тип обмотки двигателя, в котором все витки обмотки расположены в виде множества катушек и вставлены в пазы вдоль воздушного зазора, – называется распределённой обмоткой. Используется там, где количество полюсов не равно количеству пазов. Некоторыми распространёнными примерами распределённых обмоток являются якорные обмотки асинхронных и синхронных двигателей.

Намотка внахлёст

Кольцевая обмотка образуется путём соединения проводников таким образом, чтобы количество полюсов и количество параллельных путей были одинаковыми. В этом типе обмотки каждый конец катушки соединён с соседним сегментом коллектора. Обмотка внахлёст используется в машинах постоянного тока, которые работают при высоких токах и низких напряжениях.

Волновая обмотка

Волновая обмотка – ещё один широко используемый тип обмотки якоря в двигателях постоянного тока. Имеет только два параллельных пути между положительной и отрицательной щётками. Количество параллельных дорожек не зависит от количества полюсов. Однако количество угольных щёток равно количеству параллельных дорожек в обмотке. Этот тип обмотки используется в двигателях постоянного тока, работающих на высоких напряжениях и малых токах.

Рынок станков Китая: оборудование для производства электродвигателей

Китай является одним из крупнейших производителей и экспортёров электротехнических изделий, включая электродвигатели и оборудование для их производства. Этот рынок динамично развивается в КНР и предлагает широкий ассортимент продукции высокого качества по конкурентоспособным ценам. Одним из главных преимуществ является масштабность и разнообразие.

В Поднебесной представлено многочисленное оборудование для производства электродвигателей, включая:

• литейные машины;
• станки для обработки металла;
• машины для намотки статоров, роторов и якорей;
• лаборатории подготовки смол и пропитки обмоток;
• контрольно-измерительное оборудование и многое другое.

Современные китайские станки известны высоким уровнем технологий и инноваций. Многие предприятия используют самые современные методы производства и контроля качества, что гарантирует надёжность и долговечность их продукции. Кроме того, большинство китайских компаний имеют сертификаты соответствия международным стандартам качества, что подтверждает их профессионализм и готовность работать на мировых рынках. 

Несмотря на сильную конкуренцию на мировом рынке, китайские станкостроительные компании обрели хорошую репутацию. Оборудование пользуется спросом со стороны международных заказчиков. Это объясняется не только низкими ценами на продукцию, но и высоким уровнем сервиса, оперативной доставкой, гибкой системой скидок и условий оплаты. Среди основных потребителей можно назвать такие страны мира, как США, Италию, Австралию, Индию, Бразилию, Мексику, Турцию, Таиланд, Вьетнам, Иран и т. д.

Некоторые зарубежные компании локализовали свои заводы в КНР. Например, немецкая фирма GROB-WERKE GmbH & Co. KG предлагает автоматизированные станки и линии через дочернее предприятие GROB Machine Tools (Beijing) Co. Ltd. А компания из Штатов Alliance Winding Equipment, Inc. является владельцем китайской организации Suzhou Smart Motor Equipment Manufacturing Co., Ltd.

В КНР гарантировано можно получить привлекательное предложение для предприятий различных отраслей промышленности, стремящихся качественно обеспечить свои производственные процессы современным оборудованием. Китайские станкостроители готовы предоставить широкий выбор технических решений и высокий уровень сервиса, что делает их надёжными и долгосрочными партнёрами для международного бизнеса.

Обзор оборудования

Для наглядности предлагаем небольшой обзор китайских машин для намотки статоров и роторов, с кратким описанием и основными характеристиками.

Автоматическая машина для намотки катушек статора SMT–К90

Автоматическая машина SMT–К90 — это программируемая установка намотки, подходящая для изготовления небольших и средних бесщёточных катушек электродвигателей. Она имеет две рабочие станции для одновременной намотки статоров с разным количеством слотов от 8 до 48 штук. Обеспечивает позиционирование провода, его укладку, зажим катушки и отрез.

Выпускаемая на станке продукция адресована автомобилям новой энергии, а также производителям серводвигателей, генераторов, трёхфазных двигателей и насосов, компрессоров, бытовой техники и других асинхронных двигателей.

Модель представляет собой технологичное оборудование. С её помощью можно быстро и точно намотать катушки диаметром от 20 до 100 мм и длиной сердечника до 160 мм, как из медной, так и алюминиевой проволоки. Ход оснастки составляет до 70 мм. Машина работает от электросети напряжением 380 В частотой 60 Гц, имеет массу 850 кг и габариты 1800х650х1700 мм.

SMT–К90 является отличным инвестиционным решением для начинающих предприятий, занявшихся производством электродвигателей. Это современное оборудование обеспечивает высокую производительность, качество и надёжность процесса намотки, что позволяет сократить издержки и увеличить конкурентоспособность предприятия.

Машина для намотки катушек статора KW300 SMT

Универсальная модель для намотки катушек статоров с полуавтоматическим и автоматическим режимами управления. Подходит для поточной работы в комплексе производственной линии. Оснащена системой защиты провода от повреждения. Для диалогового режима оператора с машиной используется сенсорный дисплей, изящный и простой в эксплуатации

Как и предыдущая модель SMT, модификация KW300 адресована предприятиям по изготовлению: электродвигателей для автомобилей с альтернативными источниками энергии, серводвигателей, генераторов, трёхфазных электромоторов, компрессоров, насосов, бытовой техники и других асинхронных двигателей.

Автоматическая машина для намотки катушек статора JYN6220

Высокоскоростная игольчатая 6-шпиндельная машина для намотки катушек различных видов статоров бесщёточных двигателей: насосов, шаговых двигателей, вентиляторов и других видов продукции. Это высокотехнологичное оборудование, которое работает согласно передовым инженерным стандартам и обеспечивает высокое качество намотки. Движение иглы контролируется серводвигателем. Он гарантирует сверхточность выполнения работы.

Машина оснащена 6-ю намоточными станциями, что позволяет одновременно проводить намотку на нескольких статорах. Ход по осям 3D-движения (X<200, Y<200 и Z<250 мм) гарантируя аккуратность. Диаметр статора, который может обрабатывать машина, составляет от 6 до 200 мм, а длина сердечника до 250 мм. Диапазон размеров проволоки, которую может использовать машина, также весьма впечатляющий: от 0,1 до 0,7 мм.

Скорость намотки достигает до 1000 оборотов в минуту, что делает процесс быстрым и эффективным. Питание машины осуществляется от сети с напряжением 380 В и частотой 60 Гц. Давление воздуха, которое используется в работе, составляет 0,5 – 0,6 МПа.

Особенности JYN6220:

• ручная загрузка и разгрузка;
• программируемые процессы намотки;
• автоматическая фиксация пусковой проволоки;
• точное перемещение игл серводвигателями;
• автоматическая обрезка и зажим проволоки.

Автоматическая машина JYN6220 является надёжным и высокопроизводительным оборудованием, которое обеспечивает эффективную намотку катушек статора. Её современные технические характеристики делают модель отличным выбором для предприятий, занимающихся производством электромеханических устройств.

Автоматическая машина намотки якорей двигателей переменного тока SMT-DR08

Программируемая модель для одновременной намотки нескольких якорей (роторов), применяемых в автомобилях с альтернативными источниками энергии, серводвигателях, генераторах, трёхфазных электромоторах, насосах, компрессорах, бытовых приборов и других асинхронных двигателях. Машина изготавливается китайско-американским предприятием под брендом SMT в Китае, в партнёрстве с компанией Alliance Winding Equipment, Inc (США).

Принцип работы: Оператор задаёт необходимую программу работы. Загружает роторы на челнок вручную и нажмите кнопку СТАРТ. Челнок доставляет якоря в зону намотки и придаёт им нужное положение. Происходит автоматическая намотка и резка проволоки. После завершения операций челнок выдаст готовые роторы в зону выгрузки. Производительность достигает 1000 штук за 8-часовую смену (зависит от количества пазов в зубцовой зоне и количества витков).

Особенности DR08 SMT:

• Машина имеет один набор инструментов для горизонтальной намотки и три формы для вертикальной. Весь комплект инструментов можно заменить за 15 минут.
• Шпиндель X и Y устройства для захвата проволоки и кусачки оснащены сервосистемой. Она может регулировать длину мостового и подводящего провода.
• Поворотный стол представляет собой конструкцию из двух станций. Он использует сервосистему для вращения и индексной передачи.
• Модель наматывает до трёх проводов одновременно.
• Точность числа витков ротора составляет ±1 виток.
• Можно установить рабочую скорость вращения.
• Машина не имеет выраженной вибрации и шума.
• Защита от повреждений эмали и обрыва провода.

Задача ПЛК – выполнять команды оператора: нужное количество витков, скорость намотки, высоту погружения инструмента, скорость опускания инструмента и направление намотки.

Универсальная линия по намотке якорей электромоторов JOIN TECH

Линия по намотке якорей производится по индивидуальному заказу компанией JOIN TECH (Hangzhou JOIN Intelligent Technology Co.,Ltd). С её помощью предприятие сможет выпускать роторы для электродвигателей автомобильной индустрии, бытовой и садовой техники, электроинструмента и т.д.

В составе линии:

• Пресс-машина с валом.
• Машина для вставки изоляции.
• Коллекторный пресс.
• Намоточная машина.
• Коллекторный сварочный аппарат.
• Вычислительная машина Тьюринга.
• Балансировочная машина.
• Машина для испытания электрических характеристик якоря.

Инженерный отдел компании JOIN TECH предлагает потенциальным клиентам различные виды универсальных линий по производству якорей. Комплекс оборудования выполняет полный цикл намотки, включая изоляционную вставку под коммутатор и тестирование токарной балансировки.

Заключение

Обмотка статора, якоря или ротора является важным компонентом электродвигателя. Она отвечает за создание рабочего магнитного поля и развитие крутящего момента для преобразования электрической энергии в механическую. Перемотать разные виды обмоток в разных типах электродвигателей возможно при помощи современных китайских станков. Это автоматизированное оборудование упрощает и ускоряет процессы намотки, повышая общую производительность предприятия.

Вы можете купить намоточные станки и линии через компанию Eurasia Group. Поставки осуществляются с заводов Китая оптом и в розницу. Узнать условия доставки и оплаты можно по номеру бесплатного телефона 8 (800) 600-59-18 или через форму обратной связи в нижнем правом углу экрана. Звоните! Пишите! Покупайте!