Билет 30

Назначение и классификация электрических машин

Электрические машины специализированы для преобразования энергии. Электрические генераторы служат для преобразования механической энергии в электрическую. В свою очередь с помощью электрических двигателей механическую энергию преобразуют в электрическую. Электромашинными преобразователями называют машины, использующиеся в преобразовании рода тока (постоянного в переменный или же наоборот), и также частоты или числа фаз переменного тока. Устройство и принцип работы разнообразных электрических машин созданы в применении определённого ряда физических явлений, непосредственно из которых особенно важные – электромагнитная индукция и взаимодействие магнитных полей. Такие явления постигают в физике.
Можно представить такой опыт: соединенный с наиболее чувствительным измерительным прибором (гальванометром) провод, перемещают между полюсами подковообразного магнита, с этим указательная стрелка гальванометра отклоняется. Такой опыт доказывает о том, что при движении проводника в магнитном поле образуется электродвижущая сила, то есть ЭДС электромагнитной индукции или же просто ЭДС индукции. А пользуясь правилом правой руки, определяют направление этой ЭДС: ладонь правой руки располагают так, чтобы в неё входили линии магнитной индукции, большой палец, отогнутый под прямым углом, совпадал с движением проводника с его направлением, тогда ЭДС индукции указывают вытянутые четыре пальца руки. ЭДС индукции также возникает и при случае, если проводник неподвижен, но имеет расположение в переменном магнитном поле. Явление электромагнитной индукции, таким образом, заключается в следующем: в проводящем контуре, находящемся в переменном магнитном поле, образуется электродвижущая сила индукции.
Рассмотрим ещё один опыт: по проводнику пускают электрический ток, который установлен между полюсами подковообразного магнита – проводник передвигается перпендикулярно линиям магнитной индукции. Из опыта мы получим вывод: на проводник, находящийся в магнитном поле, и по которому пропущен ток, воздействует сила, направление которой определяют, воспользовавшись правилом левой руки. То есть ладонь левой руки располагают так, чтобы в неё входили линии магнитной индукции, с направлением тока в проводнике совпадали четыре вытянутых пальца, тогда большой палец, отогнутый под прямым углом, указывает направление силы, воздействующей на проводник.
Если же в опыте постоянный подковообразный магнит заменить электромагнитом, то сила будет действовать на проводник с током. Проводнику также можно придать форму рамки; если по рамке пропустить ток и поместить её в магнитное поле, то она повернется вокруг своей оси. Поворот рамки определен тем, что на её стороны в противоположных направлениях воздействуют силы, а как известно из физики, такие силы создают вращающий момент. Такое явление заложено в основу устройства и работы электрических двигателей, а также ряда электрических аппаратов, приборов.
В любом из рассмотренных нами выше случаев и аналогичных им, то есть, при прохождении тока по двум параллельным проводам, появление силы можно объяснить взаимодействием магнитных полей:
магнитного поля, создаваемого током, идущим по проводнику и магнитного поля постоянного подковообразного магнита;
магнитного поля, создаваемого проходящим по рамке током и магнитного поля постоянного подковообразного магнита или же электромагнита;
магнитных полей, создаваемых токами, проходящими по каждому из параллельно расположенных проводов.
Машины постоянного и переменного тока различают по роду тока. Кроме этого, электрические машины переменного тока делятся на две группы – это синхронные и асинхронные машины. Для того чтобы понять признак данной классификации, необходимо рассмотреть устройство электрических машин.
Электрическая машина обладает неподвижной частью – это статор, и подвижной – ротор, то есть якорь; он соединен неподвижно с валом машины. Каждая из этих частей может быть использована для выполнения любой из двух функций: служить для образования магнитного поля или для получения ЭДС индукции. Как правило, термин «ротор» используют, говоря о машинах переменного тока, а термин «якорь» – применительно к машинам постоянного тока.
Число оборотов вала машины (ротора) за единицу времени именуют частотой вращения электрической машины. В большинстве электрических машин магнитное поле, образованное статором, изменяется периодически; нередко оно приходится вращающимся магнитным полем. Если же частота вращения вала и частота вращения магнитного поля электрической машины идентичны, то такие машины называют синхронными. Частота вращения ротора у асинхронных машин меньше частоты вращения магнитного поля.
Электрические машины имеют использования во всевозможных условиях. Отчего в зависимости от формы материализации различают открытые и защищённые электрические машины, также могут быть водозащищённые, брызгозащищённые, пылезащищённые, взрывозащищённые и др. Во время их использования электрическим машинам свойственно нагреваться. Такое состояние пагубно воздействует на состояние изоляции и прочих частей. Вследствие чего большинство машин обладают вентиляционным устройством охлаждения.

Дата добавления: 2015-05-06