Курс теоретических лекций Электрические машины и трансформаторы. Лекции для курсов Электрические машины и аппараты

• Название: Лекции для курсов Электрические машины и аппараты
• Дата: 24.04.2023
• Размер: 3.55 Mb.
• Имя файла: Курс теоретических лекций Электрические машины и трансформаторы.docx
• Тип: Лекции; #1085552
• страница: 1 из 19

Лекции для курсов

«Электрические машины и аппараты»


2020

Лекция 1

Общие сведения об электрических машинах

1. 
   Общие сведения об ЭМ
   
2. 
   Классификация ЭМ
   
3. 
   Материалы, применяемые для электрических машин
   

Общие сведения об ЭМ

Общие определения и принципы работы электромашин.

Действие электрических машин основано на использо­вании явления электромагнитной индукции.

Электрическая машина, предназначенная для преобразования механической энергии в электрическую, называется генератором.

Электрическая машина, предназначенная для преобразования элек­трической энергии в механическую, называется электродвигателем.

Электрическая машина, предназначенная для преобразования электрической энергии в электри­ческую энергию другого рода тока, другого напряжения, другой частоты называется электромеханическим преобразователем.

Любая электрическая машина может быть использована как в ка­честве генератора, так и в качестве двигателя. Свойство электри­ческих машин изменять направление преобразуемой энергии назы­вают обратимостью.

Если в магнитном поле полюсов постоянных магнитов или элек­тромагнитов (рис. 1.1) N и S поместить проводник и под действи­ем какой-либо силы F₁перемещать его, то в нем возникнет э. д. c.


Где: В—магнитная индукция в месте нахождения проводника;

l— активная длина проводника (его часть, находящаяся в магнитном поле);

v — скорость перемещения проводника в магнитном поле;

α — угол между векторами максимума магнитной индукции и ско­ростью перемещения проводника (в рассматриваемом случае α = р/2, т. е. sin α = 1).

Рис.1.1. Принцип действия электрической машины
Направление э. д. с., индуктируемой в проводнике, определяется согласно правилу правой руки .Если проводник замкнуть на какое-либо сопротивление приемника энергии, то в образовавшейся цепи под действием э. д. с. протекает ток I, направление которого совпадает с направлением э. д. с. про­водника.

В результате взаимодействия тока проводника с магнит­ным полем полюсов создается электромагнитная сила:


направление которой определяется по правилу левой руки.

Эта сила направлена встречно силе F₁и при F_эм=F₁ проводник перемещается с постоянной скоростью. Таким образом, механическая энергия, затрачиваемая на перемещение проводника, преобразуется в электрическую, отдаваемую сопротивлению внешнего приемника электрической, энергии, т. е. машина будет работать в режиме генератора.

Если от постороннего источника электри­ческой энергии через проводник пропустить ток, то в результате взаимодействия тока в проводнике и магнитного поля полюсов со­здается электромагнитная сила F_эмпод действием которой проводник начнет перемещаться в магнитном поле, преодолевая силу торможения какого-либо механического прием­ника энергии, т. е. машина будет работать как двигатель.

Таким образом, в силу общности законов электромагнитной индукции и электромагнитных сил любая электрическая машина может рабо­тать как в режиме генератора, так и в режиме двигателя.

Общие сведения о синхронных машинах

В синхронных маши­нах процесс преобразования энергии происходит при синхронной скорости, т. е. при частоте вращения ротора, равной частоте враще­ния магнитного поля.

Синхронные машины широко применяют в качестве генераторов, и вся вырабатываемая электрическая энер­гия производится генераторами этого типа.

Применение синхрон­ных двигателей ограничивается относительно небольшим кругом специальных назначений (постоянство частоты, повышение cosц и др.).
Общие сведения об асинхронных машинах

В асинхронных машинах процесс преобразования энергии происходит при несинхронной (асинхронной) частоте, т. е. при частоте вращения ротора, не равной частоте вращения магнитного поля.

В силу ряда существенных достоинств асинхронные машины, применяемые в качестве двигателей, являются наиболее распространенным типом электрических машин.
Общие сведения о коллекторных машинах

Кроме синхронных и асинхронных машин переменного тока применяют коллекторные машины, используемые в качестве двигателей переменного тока и допускающие экономичное регулирование скорости в широких пределах, у которых регулировочные характеристики близки к характеристикам двигателей постоянного тока.

Электрические машины, применяемые для преобразования электрической энергии в электрическую энергию другого рода тока (другого напряжения, числа фаз, частоты), называют преобразователями.

Электрические машины, используемые в качестве регуляторов и усилителей электромеханических сигналов, называют соответственно электромашинными регуляторами и усилителями.