I. Dreiphasen-Induktionsmotor besteht aus Stator, Rotor und anderen Teilen.
(1) Stator – stationärer Teil
1. Statorkern
Zweck: Teil des Motormagnetkreises, in dem sich die Statorwicklung befindet.
Aufbau: Der Kern besteht in der Regel aus gestanzten Elektroblechen mit einer Dicke von 0,35–0,5 mm und Oberflächenisolierung. Am Innenumfang befinden sich gleichmäßig verteilte Nuten zur Verlegung der Statorwicklung.
Folgende Statornutformen werden verwendet:
Halbgeschlossene Schlitze bieten einen höheren Wirkungsgrad und Leistungsfaktor, erschweren jedoch die Wicklungsinstallation und -isolierung. Wird typischerweise in kleinen Niederspannungsmotoren verwendet.
Halboffene Schlitze ermöglichen den Einbau fertiger Spulen und werden häufig in großen und mittelgroßen Niederspannungsmotoren verwendet. Die fertige Spule wird vorisoliert und dann in die Nut gelegt.
Offene Schlitze sind für fertige Spulen konzipiert, dienen der Isolierung und werden hauptsächlich in Hochspannungsmotoren verwendet.
2. Statorwicklung
Zweck: der elektrische Teil des Motors, der bei Zufuhr von dreiphasigem Wechselstrom ein rotierendes Magnetfeld erzeugt.
Aufbau: drei identische Wicklungen, symmetrisch angeordnet mit einer elektrischen Winkelverschiebung von 120°. Ihre Spulen werden nach einem bestimmten Muster in den Statornuten platziert.
Die wichtigsten Arten der Isolierung der Statorwicklung gewährleisten eine zuverlässige Trennung der leitenden Teile vom Kern sowie Teilen der Wicklung selbst:
(1) Rahmenisolierung – zwischen der gesamten Statorwicklung und dem Statorkern.
(2) Phase-zu-Phase-Isolierung – zwischen Wicklungen verschiedener Phasen.
(3) Windungsisolierung – zwischen den Windungen jeder Phasenwicklung.
Anschlüsse im Motorklemmenkasten:
Die Box enthält den Klemmenblock. Die sechs Anschlüsse der Drehstromwicklung sind in zwei Reihen angeordnet. Die obere Reihe von links nach rechts ist mit 1 (U1), 2 (V1), 3 (W1) bezeichnet, die untere Reihe mit 6 (W2), 4 (U2), 5 (V2). Die Wicklungen sind im Stern oder Dreieck geschaltet. Diese Reihenfolge muss bei der Herstellung und Reparatur eingehalten werden.
3. Körper
Zweck: Sichert den Statorkern und die vorderen und hinteren Abdeckungen, die den Rotor tragen, und sorgt außerdem für Schutz und Wärmeableitung.
Konstruktion: Der Körper ist meist aus Gusseisen gegossen; Die Gehäuse großer Asynchronmotoren sind aus Stahlblech geschweißt, Mikromotoren aus Aluminium gegossen. An der Außenseite des geschlossenen Motors sind Kühlrippen angebracht, um die Kühlfläche zu vergrößern. Geschützte Endabdeckungen verfügen über Belüftungslöcher, die für eine direkte Luftkonvektion zwischen dem Innenhohlraum und der Umgebung sorgen.
(2) Rotor – rotierender Teil
1. Rotorkern eines Drehstrom-Asynchronmotors
Zweck: Teil des Motormagnetkreises mit Schlitzen für die Rotorwicklung.
Aufbau: Wie der Stator besteht er aus gestanzten Elektroblechen mit einer Dicke von 0,5 mm. Die Löcher für die Wicklung sind gleichmäßig am Außenumfang verteilt. Zur Herstellung des Rotorkerns werden üblicherweise Innenzuschnitte der Statorbleche verwendet. Bei kleinen Motoren wird der Kern direkt auf die Welle gepresst, bei mittleren und großen Motoren mit einem Rotordurchmesser über 300–400 mm wird er mittels Rotorträger auf der Welle befestigt.
2. Rotorwicklung eines Drehstrom-Asynchronmotors
Zweck: Beim Durchqueren des rotierenden Magnetfelds des Stators entstehen EMF und Strom, wodurch ein elektromagnetisches Drehmoment und eine Drehung des Motors erzeugt werden.
Ausführung: Käfigläufer oder gewickelter Rotor.
(1) Käfigläufer: Die Wicklung besteht aus Rillenstäben und zwei Schließringen. Ohne den Kern ähnelt es einem Eichhörnchenkäfig. Bei Kleinmotoren werden Wicklungen aus Aluminiumguss verwendet, bei Leistungen über 100 kW kommt eine Schweißkonstruktion aus Kupferstäben und -ringen zum Einsatz.
(2) Schlupfrotor: Die Wicklung ähnelt der Statorwicklung, es handelt sich um ein symmetrisches Dreiphasensystem und wird normalerweise im Stern geschaltet. Die drei Leitungen werden mit den drei Schleifringen der Welle und dann über die Bürsten mit dem externen Stromkreis verbunden.
Das Design ist komplexer, daher sind Phasenmotoren seltener als Käfigläufermotoren. Die Einbeziehung zusätzlicher Widerstände und anderer Elemente in den Rotorkreis durch Ringe und Bürsten verbessert jedoch das Starten, Bremsen und die Geschwindigkeitsregelung. Solche Motoren werden in Geräten eingesetzt, die eine sanfte Drehzahländerung innerhalb eines bestimmten Bereichs erfordern: Kräne, Aufzüge und Luftkompressoren.