Was ist ein Käfigläufer?
Ein Käfigläufer dient als Schlüsselkomponente in vielen Arten von elektrischen Induktionsmotoren. Dieses Gerät wurde im 19. Jahrhundert von Nikola Tesla erfunden, der zahlreiche Beiträge auf dem Gebiet der Elektrizität leistete. Der Käfigläufer ist Teil eines Käfigläufermotors, der häufig in selbsterregten Induktionsgeneratoren und in Klimaanlagen eingesetzt wird. Diese Rotoren werden auch in vielen Arten von Industrie- und Fertigungsanlagen und -maschinen eingesetzt. Dieses Gerät ähnelt einem großen Hamsterrad, von dem viele glauben, dass es den Namen dieses Rotors trägt.
Der Kern des Käfigläufers besteht aus einer hochbelastbaren Metallwelle. Eine käfigartige Vorrichtung aus sich kreuzenden Kupfer- oder Aluminiumstäben wickelt sich um die Außenseite des Schachts. Der gesamte Käfig und die Welle sind in eine Reihe von Stahlscheiben eingebettet, die senkrecht zur Welle übereinander laminiert sind. Ein schwerer Stahl- oder Kupferring, der als Endring bezeichnet wird, ruht an beiden Enden des Stapels laminierter Scheiben, um Halt und Stabilität zu bieten.
Asynchronmotoren sind relativ einfach zu betreiben und verwenden nur zwei grundlegende Komponenten, darunter einen Stator und einen Rotor. Wenn elektrische Energie in den Stator fließt, erzeugt er ein Magnetfeld. Wenn dieses Magnetfeld den Käfigläufer erreicht, erzeugt es ein sekundäres Magnetfeld, das den Läufer zum Drehen bringt. Dieser sich drehende Rotor erzeugt einen elektrischen Strom, mit dem verschiedene Gegenstände oder Maschinen angetrieben werden können.
Jeder Käfigläufer muss sorgfältig konstruiert werden, um die Anforderungen der verschiedenen Arten von Anwendungen zu erfüllen. Ältere Einheiten wurden aus Kupfer gegossen, obwohl diese Technik heutzutage selten angewendet wird. Während Aluminiumrotoren aus Druckguss hergestellt werden können, werden Kupfermodelle aus einzelnen Komponenten hergestellt, die von Hand zusammengebaut werden. Die Konstruktion und Haltbarkeit der Welle und der Endringe sind besonders kritisch, da ein Ausfall dieser Einheiten den Rotor unbrauchbar machen kann. Die Stangen des Käfigläufers sind häufig in speziellen Mustern angeordnet, um Vibrationen, Geräusche und Windwiderstand zu reduzieren.
Wartungs- und Reparaturpersonal muss bei der Inspektion dieser Rotoren aufgrund ihrer einzigartigen Konstruktion auf spezielle Prüfmethoden zurückgreifen. Die laminierten Scheiben kapseln die Welle und den Käfig vollständig ein und machen es unmöglich, Probleme visuell zu erkennen. Stattdessen verlassen sich Inspektoren auf Farbstoffpenetrationstests oder sogar Ultraschall, um Probleme mit einem Käfigläufer zu identifizieren.
Der Hauptvorteil des Käfigläufers ist seine Flexibilität. Diese Rotoren eignen sich für eine Vielzahl von Anwendungen, von kleinen tragbaren Generatoren bis zu sehr großen Industrieanlagen. Ein weiterer Vorteil ist die Zuverlässigkeit, die aus mehr als 100 Jahren Einsatz resultiert.