Rotor (elektrotehnika)

desno|mini| Rotor jednog elektromotora

**Rotor** je naziv pokretnog dijela elektromotora ili generatora električne struje. Zavisno od vrste električne mašine, na rotoru se najčešće nalaze namotaji koji električnu energiju preuzimaju preko komutatora (kolektora). Sam kolektor je napravljen od međusobno izoliranih lamela na koje dolaze četkice. Postoje i druge vrste rotora na kojima nema kolektora, a ti rotori se obično nalaze u većim elektromotorima naizmjenične struje, čija je snaga veća od 1&nbsp;kW.

Rotaciono kretanje kod rotora nastaje usljed interakcije između namotaja i magnetnog polja koja proizvodi obrtni momenat na osovini rotora.

## Razvoj 
Prvu rotacionu mašinu koja je radila na principu obrtnog magnetnog polja a sastojala se od elektromagneta i komutatora kreirao je mađarski naučnik Istvan Jedlik 1826-27. godine. Nakon njega, pionirski doprinos u oblasti elektriciteta dali su i drugi: Francuz Hippolyte Pixii napravio je generator naizmjenične struje 1832. godine; iste godine je Britanac William Ritchie konstruirao elektromagnetni generator sa četiri namotaja na rotoru, komutatorom i četkicama.

## Vrste rotora 
Indukcioni (asinhroni) elektromotori, generatori i alternatori (sinhroni), u osnovi, sastoje se od dva elementa: statora i rotora. Postoje dva konstrukcijska rješenja za rotore kod indukcionih motora: asinhrone mašine sa kaveznim (kratkospojenim rotorom) i asinhrone mašine sa namotanim rotorom (sa kliznim prstenovima). Sinhrone mašine, kao što su generatori i alternatori, imaju dva glavna konstrukcijska rešenja rotora: cilindrični rotor (sa neistaknutim polovima) i rotor sa istaknutim polovima.

### Kavezni rotor 
mini|Kavezni rotor sa šipkama vodiča koje imaju otklon od uzdužne ose

Kavezni rotor sastoji se od feromagnetne jezgre igrađene od laminiranog čelika koji su sa spoljašnje strane (po obodu rotora) ožljebljeni. U žljebovima, ravnomjerno raspoređenim, nalaze se namotaji od bakra ili aluminija. Tako izveden namotaj rotora podjeća na kavez. Kod motora manjih i srednjih snaga rotor izliven od aluminija i kratko  spojen, a  kod  motora  većih  snaga rotor se izrađuje od neizolovanih bakrenih štapnih provodnika, koji su na bočnim stranama kratko spojeni prstenovima. Segmenti jezgra i namotaji rotora nisu paraleleni sa osovinom: lagano su "uvrnuti" da bi se smanjio magnetni "šum" - kovitlanje magnetnog polja koje bi uticalo na efikasnost motora i da bi se spriječilo blokiranje vrtnje. Tri kraja namotaja spojena su u neutralnu tačku, a preostala tri kraja se spajaju se odvojeno na tri klizna prstena. Prstenovi su međusobno i od osovine/vratila električno izolovani. Preko kliznih prstenova klize četkice koje su u vezi sa trofaznim rotorskim otpornikom koji se često naziva i otpornik za puštanje u rad. Rotorski otpornik je potreban samo za puštanje u rad, nakon pokretanja, četkice se podižu a namotaj rotora se kratko spaja preko odgovarajućeg uređaja.

### Rotor sa istaknutim polovima 
Rotor je veliki magnet čiji su polovi izrađeni od laminiranog čelika koji "štrče" iz jezgra rotora. Polovi magneta-rotora mogu biti stalni magnet ili elektormagnet napajan istosmjernom strujom. Armatura statora sa trofaznim namotajima je povezana sa tri klizna prstena preko kojih klize četkice. Namotaji su izolirani od utora a glave namota mehanički su učvršćene rotorskim kapama izrađenim od posebnog čelika jer moraju izdržati velika mehanička naprezanja. Vanjski izvor istosmjerne struje doveden je na koncentrično postavljene prstenove preko četkica. Magnetni tok stvara magnetno polje u zazoru između statora i rotora i inducira napon koji "tjera" električnu struju kroz šipke rotora. Električno kolo rotora je kratkospojeno a struja teče kroz vodiče u rotoru. Djelovanje rotirajućeg magnetnog fluksa i električne struje stvara silu koja proizvodi moment koji pokreće motor. Magnetna komponenta rotora sastoji se od čeličnih segmenata koji su oblikom prilagođeni za smještaj namotaja vodiča. Prolazak električne struje (struje polja) kroz namotaje u jezgru se stvara magnetno polje. Jačina struje polja kontrolira jačinu magnetnog polja. Istosmjerna struja koja usmjerava struju polja u jednom smjeru dovodi se na namotaje preko četkica i kliznih prstenova. Kao i svi magneti, i magnetno polje u električnim mašinama ima sjeverni i južni pol. Smjer obrtanja rotora može se kontrolirati odgvorajućim konstrukcijskim rješenjima.

## Karakteristike rotora 
*Kavezni rotor

:Ovaj rotor se okreće sporije od magnetnog polja statora ili sinhrone brzine.
:Klizanje rotora omogućava potrebnu indukciju struje u rotoru kako bi motor dobio moment sile; struja je proporcionalna klizanju.
:Kada brzina rotora raste, klizanje se smanjuje.
:S povećanjem klizanja povećava se i struja motora, što dalje povećava i struju u rotoru. Rezultat je jači moment sile, potreban kod većeg opterećenja.

*Rotor sa namotajima

:Ovaj rotor radi na konstantnoj brzini a zahtijeva slabiju struju pokretanja.
:Vanjski otpor se dodaje električnom kolu rotora čime se povećava početni moment sile.
:Efikasnost rada motora se povećava sa smanjenjem vanjskog otpora po ubrzanju motora.
:Veći moment sile i bolja kontrola brzine.

*Rotor sa istaknutim polovima

:Ovaj rotor radi na brzinama manjim od 1500 obrtaja u minuti i sa 40% nazivnog momenta sile bez pobude.
:Ima veliki prečnik i kratku osovinsku dužinu.
:Zazor između statora i rotora nije ujednačen.
:Ima malu mehaničku snagu.

*Cilindrični rotor

:Rotor se okreće brzinom od 1500 do 3000 obrtaja u minuti. 
:Ima veliku mehaničku snagu.
:Zazor između rotora i statora je ujednačen.
:Ima mali prečnik a veliku osovinsku dužinu, zahtijeva veći moment sile nego rotor sa istaknutim polovima.

## Parametri rotora 
### Napon šipke rotora 
Rotirajuće magnetno polje inducira napon u šipkama rotora kada prolazi kroz njih. Ova formula odnosi se na inducirani napon u šipkama rotora.
: E=BL(V_{sin}-V_m) 
gdje je:
:E= inducirani napon
:B= magnetno polje
:L= dužina vodiča
:V_{sin}= sinhrona brzina
:V_m= brzina vodiča

### Moment sile u rotoru 
Moment sile (obrtni) proizvodi sila koja nastaje kao rezultat interakcije magnetnog polja i električne struje a izražava se kao:

:F=(BxI)L 
:T=Fxr 
gdje je:
:F=sila
:T=moment sile
:r=prečnik prstenova rotora
:I=šipka rotora

### Klizanje kod indukcionog motora 
Magnetno polje statora rotira se sinhronom brzinom, n_s 

: n_s=\frac{120f}{p} 
gdje je:
:f= frekvencija
:p= broj polova

Ako je  n_m = brzina rotora, klizanje se za indukcioni motor prikazuje kao:
: s=\frac{n_s - n_m}{n_s} \times 100\% 

Mehanička brzina rotora, u smislu klizanja i sinhrone brzine:

: n_m = (1-s)n_s 
: \omega_m=(1-s)\omega_s 

Relativna brzina klizanja:

: n_{klizanje}=n_s-n_m 

### Frekvencija induciranog napona i struje 
: f_r= sf_e 

## Reference
## Također pogledajte 
* Elektromotor
* Stator

Kategorija:Električne mašine
Kategorija:Tehnika