Общие положения

Общие положения

Электрические машины широко применяют на электрических станциях, в промышленности, на транспорте, в авиации, в системах автоматического регулирования и управления.
Электрические машины преобразуют механическую энергию в электрическую или, наоборот, электрическую энергию в механическую. Машина, преобразующая механическую энергию в электрическую, называется генератором. Преобразование электрической энергии в механическую осуществляется двигателями.
Любая электрическая машина может быть использована как в качестве генератора, так и в качестве двигателя. Это свойство электрической машины изменять направление преобразуемой ею энергии называется обратимостью машины. Электрическая машина может служить также для преобразования электрической энергии одного рода тока (частоты, числа фаз переменного тока, напряжения постоянного тока) в энергию другого рода тока. Такие электрические машины называются преобразователями.
Электрические машины делятся на машины постоянного и машины переменного тока. Последние могут быть как однофазными, так и многофазными. Наиболее широкое применение нашли трехфазные синхронные и асинхронные (греческие слова, обозначающие «совпадающий по времени» и «несовпадающий по времени») машины.
Принцип действия электрических машин основан на использовании законов электромагнитной индукции и электромагнитных сил. Если в магнитном поле полюсов постоянных магнитов или электромагнитов (рис. 109) поместить проводник и под действием какой-либо силы F₁ перемещать его, то в нем возникает э. д. с.

Направление э. д. с. (на рисунке от зрителя за плоскость чертежа), индуктируемой в проводнике, определяется согласно правилу правой руки.
Если этот проводник замкнуть на какое-либо сопротивление приемника энергии, то в замкнутой цепи под действием э. д. с. будет протекать ток, совпадающий по направлению с э. д. с. в проводнике. В результате взаимодействия тока I в проводнике с магнитным полем полюсов создается электромагнитная сила F_э, направление которой определяется по правилу левой руки, т. е. эта сила будет направлена навстречу силе, перемещающей проводник в магнитном поле. При равенстве сил F₁ = F_э проводник будет перемещаться с постоянной скоростью. Следовательно, в такой простейшей электрической машине механическая энергия, затрачиваемая на перемещение проводника, преобразуется в энергию электрическую, отдаваемую сопротивлению внешнего приемника энергии, т. е. машина работает генератором. Та же простейшая электрическая машина может работать двигателем. Если от постороннего источника электрической энергии через проводник пропустить ток, то в результате взаимодействия тока в проводнике с магнитным полем полюсов создается электромагнитная сила F_э, под действием которой проводник начнет перемещаться в магнитном поле, преодолевая силу торможения какого-либо механического приемника энергии. Таким образом, рассмотренная машина, так же как и любая электрическая машина, обратима, т. е. может работать как генератором, так и двигателем.
Для увеличения э. д. с. и электромеханических сил электрические машины снабжаются обмотками, состоящими из большого числа проводов, которые соединяются между собой так, чтобы э. д. с. в них имели одинаковое направление и складывались.
Как известно, э. д. с. в проводнике будет индуктироваться также и в том случае, когда проводник неподвижен, а перемещается относительно него магнитное поле.

Контрольные вопросы:

1.Область применения электрических машин.

2.На чем основан принцип действия электрических машин.

3. В зависимости от вида тока электрические машины делятся на …?