Классификация электрических машин. Электрические машины это

Электрические машины

1.2Вопросы по дисциплине «Электрические машины»

Типы электрических машин.

Электрические машины — это электромеханические преобразователи, в которых осуществляется преобразование электрической энергии в механическую или механической в электрическую. Основное отличие электрических машин от других преобразователей в том, что они обратимы, т. е. одна и та же машина может работать в режиме двигателя, преобразуя электрическую энергию в механическую, и в режиме генератора, преобразуя механическую энергию в электрическую.

• По виду создаваемого в машинах поля, в котором происходит преобразование энергии, электрические машины подразделяются на индуктивные, емкостные и индуктивно-емкостные.

Современные широко применяемые в промышленности и других отраслях народного хозяйства электрические машины — индуктивные. Преобразование энергии в них осуществляется в магнитном поле.

Емкостные электрические машины, хотя и были изобретены задолго до индуктивных, до сих пор не нашли практического применения из-за сложности создания достаточно мощного электрического поля, в котором происходит преобразование энергии.

Индуктивно-емкостные машины появились лишь в последние годы. Преобразование энергии в них происходит в электромагнитном поле, и они объединяют свойства индуктивных и емкостных электрических машин. В практике эти машины еще не применяются, поэтому в данном случае рассматриваются только индуктивные электрические машины, которые в дальнейшем будем называть просто электрическими машинами.

Для того чтобы электрическая машина работала, в ней должно быть создано вращающееся магнитное поле. Принцип образования вращающегося поля у всех машин один и тот же.

Простейшей электрической машиной является идеальная обобщенная электрическая машина (рис. 1.1), т. е. машина симметричная, ненасыщенная, имеющая гладкий воздушный зазор. На статоре и роторе такой машины расположены по две обмотки: w£ и w| на статоре, wra и wp на роторе, сдвинутые в пространстве относительно друг друга на электрический угол, равный 90°. Если к обмоткам статора или ротора такой машины подвести токи, сдвинутые во времени на электрический угол 90°, то в воздушном зазоре машины будет вращающееся круговое поле. При симметричном синусоидальном напряжении поле будет синусоидальное, так как идеальная машина не вносит в зазор пространственных гармоник. Для того чтобы МДС, необходимая для создания магнитного поля, не была чрезмерно велика, статор и ротор электрической машины выполняют из ферромагнитного материала, магнитная проводимость которого во много раз больше, чем проводимость неферромагнитной среды (цст»ц0). При этом магнитные силовые линии поля замыкаются по магнитопроводу машины и практически не выходят за пределы ее активных частей.

Рис. 1.1. Обобщенная электрическая машина

Участки магнитопровода, в которых поток переменный, для уменьшения потерь на вихревые токи и гистерезис выполняют шихтованными из тонких листов электротехнической стали.

Электрические машины обычно выполняются с одной вращающейся частью — цилиндрическим ротором и неподвижной частью — статором.

Электромагнитный момент в электрических машинах приложен и к ротору, и к статору.

В большинстве типов электрических машин магнитное поле создается переменными токами обмоток статора и ротора. Однако существует класс машин, в которых поле создается постоянными токами обмоток, расположенных только на статоре. Преобразование энергии в них происходит за счет изменения магнитного потока в воздушном зазоре из-за изменения его проводимости при вращении ротора

• В зависимости от рода потребляемого или отдаваемого в сеть тока электрические машины подразделяются на машины переменного и постоянного тока. Машины переменного тока делятся на синхронные, асинхронные и коллекторные.

В синхронных машинах поле возбуждения создается обмоткой, расположенной на роторе, которая питается постоянным током. Обмотка статора соединена с сетью переменного тока. В обычном исполнении машин вращающийся ротор с обмоткой возбуждения располагается внутри статора, а статор неподвижен. Обращенная конструкция, при которой ротор с обмоткой возбуждения неподвижен, а вращается статор, в синхронных машинах встречается редко из-за сложности подвода тока к вращающейся обмотке переменного тока.

Ротор синхронной машины может быть явнополюсным, т. е. с явно выраженными полюсами, имеющими ферромагнитные сердечники с насаженными на них многовитковыми катушками возбуждения. Роторы синхронных машин, рассчитанных на частоту вращения 1500 и 3000 об/мин и выше, обычно выполняются неявнополюсными. При этом обмотка возбуждения укладывается в профрезерованные в роторе пазы. Обмотка переменного тока синхронных машин, как правило, распределенная, т. е. расположена равномерно по окружности внутреннего диаметра статора в пазах его магнитопровода.

В асинхронных машинах специальная обмотка возбуждения отсутствует, рабочий поток создается реактивной составляющей тока обмотки статора. Этим объясняется простота конструкции и обслуживания асинхронных двигателей, так как отсутствуют скользящие контакты для подвода тока к вращающейся обмотке возбуждения и отпадает необходимость в дополнительном источнике постоянного тока для возбуждения машины. Обмотки статоров и роторов асинхронных машин распределенные и размещены в пазах их магнитопроводов.

На роторах асинхронных машин располагается либо фазная, т. е. имеющая обычно столько же фаз, сколько и обмотка статора, изолированная от корпуса обмотка, либо короткозамкнутая. Короткозамкнутая обмотка ротора состоит из расположенных в пазах ротора замкнутых между собой по обоим торцам ротора неизолированных стержней из проводникового материала.

Среди коллекторных машин переменного тока получили распространение в основном однофазные двигатели малой мощности. Они находят применение в приводах, к которым подвод трехфазного или постоянного тока затруднен или нецелесообразен (в электрифицированном инструменте, бытовой технике и т. п.).

Большинство машин постоянного тока — это коллекторные машины. Обмотки возбуждения машин постоянного тока располагаются на главных полюсах, закрепленных на станине. Выводы секций обмотки ротора (якоря) впаяны в пластины коллектора. Коллектор, вращающийся на одном валу с якорем, и неподвижный щеточный аппарат служат для преобразования постоянного тока сети в переменный ток якоря (в двигателях) или переменного многофазного тока якоря в постоянный ток сети (в генераторах постоянного тока).

Во всех электрических машинах в установившихся режимах поля статора и ротора неподвижны относительно друг друга. Поле ротора, которое создается токами, протекающими в обмотке ротора, вращается относительно ротора. При этом механическая частота вращения ротора и частота вращения поля относительно ротора в сумме равны частоте вращения поля статора, поэтому частоты токов в статоре и роторе жестко связаны соотношением

В синхронных машинах обмотка возбуждения ротора питается постоянным током (/2 = 0), и, следовательно, из (1.1) s = 0, откуда по (1.2) п = пъ т. е. ротор синхронной машины вращается синхронно с полем, созданным токами обмотки статора.

В асинхронных машинах ток в обмотке ротора обусловлен ЭДС, наведенной в проводниках обмотки магнитным полем статора.

Наведение ЭДС происходит только при пересечении проводниками магнитных силовых линий поля, что возможно лишь при неравенстве частот вращения ротора и поля статора.

При питании обмотки ротора постоянным током машина переходит в синхронный режим работы. При питании ротора переменным током асинхронный двигатель может вращаться с частотой большей, чем частота поля статора. Такие режимы используются редко из-за сложности пуска машины: необходим разгонный двигатель либо преобразователь частоты.. Регулирование частоты вращения двигателя производится изменением добавочной ЭДС, вводимой в обмотку ротора путем изменения положения щеток на коллекторе.

В машинах постоянного тока поле возбуждения создается постоянным током, а поле якоря — переменным. Преобразование постоянного тока сети в многофазный переменный ток якоря происходит с помощью механического преобразователя — коллектора. Частота переменного тока якоря определяется частотой его вращения, и магнитное поле, создаваемое током якоря, неподвижно относительно поля возбуждения машины.

Характеристики синхронных электрических машин.

Характеристики синхронных генераторов устанавливают функциональную зависимость между их параметрами режима – U,I и при

Нагрузочные характеристики:

Характеристика при называется характеристикой холостого хода.

Характеристики ХХ принято определять в относительных единицах при а за базисный ток возбуждения принимаем такое значение, при которомТакие характеристики для однотипичных генераторов оказываются примерно одинаковыми , и их принято называтьнормальными.

Из семейства нагрузочных характеристик определяемых для различных значений наиболее практический интерес представляет характеристика при, которая называетсяиндукционной нагрузочной характеристикой. Такая характеристика определяется для Эта характеристика будет идентична характеристике ХХ.

Внешние характеристики:

U определяется в основном результирующей ЭДС. Характер изменения этой ЭДС при изменении I определяет вид внешней характеристики. Также вид внешней характеристики зависит от характера нагрузки: индуктивной (реакция якоря размагничивания), емкостной (реакция якоря намагничивания).

Важный показатель внешней характеристики – номинальное изменение напряжения т.е. изменениеU при изменении нагрузки от 0 до номинального значения при неизменном токе возбуждения:

Эта величина характеризует жесткость внешней характеристики.

Регулировочные характеристики: определяют, как нужно изменять ток возбуждения, чтобы при изменении нагрузки U на зажимах генератора осталось бы неизменным. Вид характеристики также зависит от характера реакции якоря. При размагничивании реакция якоря для компенсации влияния реакции якоря на с увеличениемI необходимо значительно увеличить (кривая 1). При чисто активной нагрузки (кривая 2) размагничивающая реакция якоря слабее и требует меньшее увеличение. При намагничивании реакция якоря (кривая 3) эта реакция стремиться увеличитьдля сохранения
Характеристика короткого замыкания (ХКЗ): снимается при замыкании зажимов всех фаз обмотки якоря накоротко и определяет зависимость

Отношение КЗ – отношение установившегося тока КЗ, определяемого при таком токе возбуждении при котором в режиме ХХ, при, к номинальному току якоря.

ОКЗ определяет предельную нагрузку, которую способен нести генератор при установившемся режиме работе (

Угловая характеристика мощности: мощность синхронной машины Р зависит от угла нагрузки между вектором ЭДСмашины. Зависимостьназывается угловой характеристикой мощности синхронной машины. На рисунке угловая характеристика активной мощности неявнополюсного синхронного генератора.

Рабочая характеристика синхронного двигателя: это функциональные зависимости подводимой эл. мощности , тока якоряI, коэффициент мощности и КПДот полезной механической мощности на валуприНа рисунке характеристика для перевозбудившегося двигателя. Вид характеристик определяется значением тока возбуждения.

Трансформаторы и автотрансформаторы.

Трансформатор — это статический электромагнитный аппарат, предназначенный для преобразования (понижения или повышения) напряжения в сетях переменного тока.

В простейшем виде трансформатор представляет собой устройство, в котором на сердечник С, собранный из пластин электротехнической стали, намотаны две обмотки (рис. 8.7). Одна из них — первичная I — подключена к источнику энергии, к другой — вторичной II — присоединен потребитель — нагрузка Н.

Ток, протекающий в первичной обмотке от источника энергии, создает в сердечнике переменный магнитный поток Ф, индуктирующий во вторичной обмотке электродвижущую силу. Для.любого трансформатора отношение напряжений первичной и вторичной обмоток при холостом ходе приблизительно равно отношению чисел их витков:

.U1 .W1

—— ≈ —— = k, (8.1)

.U2 .W2

где W1 и W2 - соответственно число витков первичной и вторичной обмоток.

Отношение (8.1) принято называть коэффициентом трансформации.

Если напряжение вторичной обмотки больше, чем подведенное к первичной, то трансформатор называют повышающим; в противном случае, когда вторичное напряжение меньше первичного, — понижающим. Один и тот же трансформатор можно использовать в качестве понижающего и повышающего. Значение коэффициента трансформации,. указанное в паспорте трансформатора, определено как отношение высшего напряжения к низшему.

Мощности в первичной и во вторичной обмотках примерно равны между собой. Таким образом, для однофазного трансформатора

P = U1 I1 ≈ U2 I2,

где I1 и I2 - соответственно ток в первичной и вторичной обмотках.

Тогда коэффициент трансформации

. U1 .I2

k = —— ≈ ——.

. U2. . I1

Следовательно, токи в обмотках трансформатора обратно пропорциональны напряжениям, а значит, и числам витков. Поэтому обмотку высшего напряжения всегда делают из большего числа витков провода меньшего сечения, тогда как обмотку низшего напряжения выполняют из меньшего числа витков провода большего сечения.

По числу фаз трансформаторы разделяют на однофазные и трехфазные. По назначению различают силовые(предназначены для передачи и распределения электрической энергии) и специальные (сварочные, измерительные, печные, испытательные, инструментальные и др.) трансформаторы. К группе специальных трансформаторов может быть отнесен и автотрансформатор.

По способу охлаждения классификация такова: трансформаторы с воздушным, масляным, а также с масляным и принудительным воздушным охлаждением.

Сердечники и ярма трансформаторов набирают из отдельных листов специальной электротехнической стали, хорошо проводящей магнитные потоки. Листы стали изолируют друг от друга. Это уменьшает вихревые токи в сердечнике, снижает тепловые потери энергии в нем, а вследствие этого увеличивается коэффициент полезного действия трансформатора.

Для трансформирования трехфазного тока можно использовать групу, составленную из трех однофазных трансформаторов (рис. 8.8, а), ли один трехфазный трансформатор (рис. 8.8, б). Трехфазная группа однофазных трансформаторов имеет ряд существенных недостатков: громоздкость, большая масса, высокая стоимость. Поэтому такой способ трансформации применяют только при очень больших мощностях (свыше 10 тыс. кВ•А), когда конструкция трехфазного трансформатора получается излишне громоздкой.

Сердечник трехфазного трансформатора состоит из трех вертикальных стержней, которые по концам замкнуты стальными ярмами. На каждом из сердечников помещают первичную и вторичную обмотки одной из трех фаз. Общий вид трехфазного силового трансформатора приведен на рисунке 8.9.

Автотрансформатором называют такой трансформатор, в котором первичная и вторичная обмотки объединены в общую электрическую цепь. Следовательно, число обмоток автотрансформатора вдвое меньше, чем число обмоток трансформатора; в однофазном автотрансформаторе — одна, а в трехфазном — три (на каждую фазу по одной). Таким образом добиваются уменьшения массы, размеров и стоимости автотрансформатора.

На рисунке 8.10 приведены схемы однофазного (а) и трехфазного (б), автотрансформаторов. Подобную схему имеет например, вольтодобавочный автотрансформатор ЛТМ (400 кВ•А, 10 кВ и 630 кВ • А, 35 кВ) с шестью ступенями переключения напряжения, причем каждая ступень изменяет напряжение на 2,5%. Если автотрансформатор по схеме а понижающий, то первичную обмотку образуют все витки, к которым подведено напряжение U, сети. При этом каждый виток окажется под напряжением

. U1

Uв = ——,

. w1

где w1 - число витков, включенных в сеть.

Вторичное напряжение U2 пропорционально числу витков W2, с которых снимается это напряжение:

U2 = Uв W2.

Таким образом, при холостом ходе, когда потери напряжения на) обмотках ничтожны, справедливо соотношение

.U1 W1

—— = —— = k (8.5)

.U2 W2

Значит, напряжение, снимаемое с автотрансформатора, есть доля первичного сетевого напряжения.

В режиме нагрузки ток вторичной обмотки по правилу Ленца ослабляет своим магнитным потоком магнитный поток первичной обмотки. Поэтому ток I2 направлен противоположно току и в общей части обмоток он равен разности токов I1 —I2. Такое же противоположное направление имеют токи в обычном трансформаторе. Соотношение между токами, как отмечалось выше,

. I1 U2 W2 1

—— = —— = ——— = ——. (8.6)

. I2 U1 W1 k

Поэтому общую часть обмотки автотрансформатора можно изготовить из провода меньшего сечения (когда коэффициент трансформации к < 2).

Основное преимущество автотрансформаторов перед трансформаторами — меньший расход меди и стали. Уменьшаются также тепловые потери в железе и меди. Однако автотрансформаторам свойственны и существенные недостатки. Изоляция их рассчитывается на наибольшее напряжение, так как обмотки соединены между собой, и поэтому стоимость ее высока. Выполнение условий безопасности усложняется, ибо если первичное напряжение высокое, то витки вторичной обмотки будут находиться под высоким потенциалом. Поэтому автотрансформаторы применяют, например, в тех случаях, когда необходимо преобразовать напряжение в небольших пределах. При высоких напряжениях автотрансформаторы выгоднее использовать там, где требуется изменять напряжение в 1,5... 2 раза, а при низких — не более чем в 3 раза.

studfiles.net

Электрические машины - это... Что такое Электрические машины?

Электрические машины

Электрическая машина — это электро-механический преобразователь энергии[1], основанный на явлениях электромагнитной индукции и силы Лоренца, действующей на проводник с током, движущийся в магнитном поле.

Классификация

Если электрическая энергия преобразуется в механическую работу и тепло, тогда электрическая машина является электрическим двигателем; когда механическая работа преобразуется в электрическую энергию и тепло, тогда электрическая машина является электрическим генератором; когда электрическая энергия одного вида преобразуется в электрическую энергию другого вида, тогда электрическая машина является электромеханическим преобразователем и когда механическая и электрическая энергии преобразуются в тепло, тогда электрическая машина является электромагнитным тормозом. Для большинства машин выполняется принцип обратимости, когда одна и та же машина может выступать как в роли двигателя, так и в роли генератора или электромагнитного тормоза.

В большинстве электрических машин выделяют ротор — вращающуюся часть, и статор — неподвижную часть, а также воздушный зазор, их разделяющий.

По принципу действия выделяют нижеследующие виды машин:

Асинхронная машина — электрическая машина переменного тока, где частота вращения ротора не равна частоте вращения магнитного поля в воздушном зазоре.
Синхронная машина — электрическая машина переменного тока, где вращение ротора совпадает с вращением магнитного поля в зазоре.
Асинхронизированная синхронная машина — электрическая машина переменного тока, в которой ротор и статор в общем случае имеют разные частоты питающего тока. В результате ротор вертится с частотой, равной сумме питающих частот.
Машина постоянного тока — электрическая машина, питаемая постоянным током и имеющая коллектор.
Трансформатор — электрическая машина [2] переменного тока (электрический преобразователь), преобразующая электрический ток напряжения одного номинала в электрический ток напряжения другого номинала. Существуют статические и поворотные трансформаторы.
инвертор на базе электрической машины.

Функции

Преобразование энергии — основное назначение электрических машин в качестве двигателя или генератора.
Преобразование переменного тока в постоянный.
Преобразование величины напряжения.
Усиление мощности электрических сигналов. В этом случае электрическая машина называется электромашинным усилителем.
Повышение коэффициента мощности электрических установок. В этом случае электрическая машина называется синхронным компенсатором. [3]

Примечания

Wikimedia Foundation. 2010.

Электрические рыбы
Электрические токи в атмосфере

Смотреть что такое "Электрические машины" в других словарях:

электрические машины — — [Я.Н.Лугинский, М.С.Фези Жилинская, Ю.С.Кабиров. Англо русский словарь по электротехнике и электроэнергетике, Москва, 1999 г.] Тематики электротехника, основные понятия EN electrical machinery … Справочник технического переводчика
ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ МАШИНЫ судовые — устройства для преобразования механической энергии в электрическую и обратно. Электрические машины делятся на два основных вида: генераторы и электродвигатели. Конструктивно Электрические машины состоят из неподвижной и вращающейся системы… … Морской энциклопедический справочник
вспомогательные электрические машины железнодорожного тягового подвижного состава — вспомогательные электрические машины железнодорожного тягового подвижного состава: Электрические машины, обеспечивающие работу тяговых электрических двигателей, электрической и пневматической аппаратуры, систем управления и торможения. [ГОСТ Р… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации
МАГНИТО-ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ МАШИНЫ — см. ДИНАМОМАШИНА. Словарь иностранных слов, вошедших в состав русского языка. Павленков Ф., 1907 … Словарь иностранных слов русского языка
двигатель Шраге (вращающиеся электрические машины) — двигатель Шраге Коллекторный двигатель параллельного возбуждения с двойным комплектом щёток. [Я.Н.Лугинский, М.С.Фези Жилинская, Ю.С.Кабиров. Англо русский словарь по электротехнике и электроэнергетике, Москва, 1999 г.] Тематики машины… … Справочник технического переводчика
Машины ручные электрические класса I — Машины класса I (class I tool): машины, в которых защита от поражения электрическим током не только обеспечена основной, двойной или усиленной изоляцией, но и включает в себя дополнительные меры безопасности, при которых проводящие доступные… … Официальная терминология
Машины ручные электрические класса II — Машины класса II (class II tool): машины, в которых защита от поражения электрическим током не только обеспечена основной изоляцией, но и предусмотрены дополнительные меры безопасности, такие как двойная или усиленная изоляция, при этом не… … Официальная терминология
Машины ручные электрические класса III — Машины класса III (class III tool): машины, в которых защита от поражения электрическим током обеспечена питанием безопасным сверхнизким напряжением и в которых не возникают напряжения, превышающие безопасные сверхнизкие напряжения... Источник:… … Официальная терминология
МАШИНЫ ШПИЛЕВЫЕ — судовые вспомогательные механизмы, служащие для выбирания ката и др. тяжелых работ по тяге тросов и цепей. М. Ш. бывают паровые и электрические. Самойлов К. И. Морской словарь. М. Л.: Государственное Военно морское Издательство НКВМФ Союза ССР,… … Морской словарь
МАШИНЫ РУЛЕВЫЕ — для управления современными быстроходными судами приходится к румпелю руля прикладывать весьма значительные усилия, не говоря уже о том, что в связи с этой же причиной появилось новое требование скорости перекладки руля. Все это привело к… … Морской словарь

dic.academic.ru

Электрическая машина - это... Что такое Электрическая машина?

Электрическая машина

служит для преобразования механической энергии в электрическую и электрической в механическую, а также электрической энергии в электрическую же, отличающуюся по напряжению, роду тока, частоте и другим параметрам. Действие Э. м. основано на использовании явления электромагнитной индукции и законов, определяющих взаимодействие электрических токов и магнитных полей.

Лит.: Костенко М. П., Пиотровский Л. М., Электрические машины, 3 изд., ч. 2, Л., 1973; Вольдек А. И., Электрические машины, 2 изд., Л., 1974.

М. Д. Находкин.

Большая советская энциклопедия. — М.: Советская энциклопедия. 1969—1978.

Электрическая лампа
Электрическая мощность

Смотреть что такое "Электрическая машина" в других словарях:

Электрическая машина — Электрическая машина это электромеханический преобразователь энергии[1], основанный на явлениях электромагнитной индукции и силы Лоренца, действующей на проводник с током, движущийся в магнитном поле. Содержание 1 Общие положения 2… … Википедия
ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ МАШИНА — машина, Действие которой основано на использовании явления электромагнитной индукции; преобразует механическую энергию в электрическую (генератор), электрическую энергию в механическую (двигатель) либо электрическую энергию с одними параметрами… … Большой Энциклопедический словарь
ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ МАШИНА — см. ЭЛЕКТРИЧЕСТВО. Словарь иностранных слов, вошедших в состав русского языка. Павленков Ф., 1907 … Словарь иностранных слов русского языка
электрическая машина — [IEV number 151 13 39] EN electric machine energy transducer that can transform electric energy into mechanical energy or vice versa NOTE – The term "electric machine" is also used for synchronous compensators and torque motors.… … Справочник технического переводчика
ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ МАШИНА — устройство, в котором происходит преобразование механической энергии в электрическую (генератор), либо электрической энергии в механическую (двигатель), или электрической энергии в электрическую др. рода тока, др. напряжения млн. частоты… … Большая политехническая энциклопедия
электрическая машина — машина, действие которой основано на использовании явления электромагнитной индукции; преобразует механическую энергию в электрическую (генератор), электрическую энергию в механическую (двигатель) либо электрическую в электрическую же (например,… … Энциклопедический словарь
электрическая машина — elektros mašina statusas T sritis automatika atitikmenys: angl. electric machine; electrical machine vok. elektrische Maschine, f rus. электрическая машина, f pranc. machine électrique, f … Automatikos terminų žodynas
электрическая машина — elektros mašina statusas T sritis fizika atitikmenys: angl. electrical machine vok. elektrische Maschine, f rus. электрическая машина, f pranc. machine électrique, f … Fizikos terminų žodynas
электрическая машина — ▲ машина ↑ основываться на, электромагнитные волны электромашина машина, действие которой основано на явлении электромагнитной индукции. электромотор. | электродвигатель. линейный двигатель. | электрогенератор. генератор. турбогенератор.… … Идеографический словарь русского языка
электрическая машина — Машина, действие которой основано на использовании явлений электромагнитной индукции и которая предназначена для преобразования механической энергии в электрическую, или электрической энергии в механическую, или электрической энергии в… … Политехнический терминологический толковый словарь

dic.academic.ru

Электрические машины Википедия

Электрическая машина — это электромеханический преобразователь физической энергии[1], основанный на явлениях электромагнитной индукции и силы Ампера, действующей на проводник с напряжением, движущийся в магнитном поле.

Общие положения

Возможность создания электрической машины как электромеханического преобразователя базируется на электромагнитном взаимодействии, которое осуществляется посредством электрического тока и магнитного поля. Электрическая машина, в которой электромагнитное взаимодействие осуществляется при помощи магнитного поля называется индуктивной, а в которой при помощи электрического — ёмкостной. Ёмкостные машины практически не используются, так как при конечной проводимости воздушной среды (при наличии влаги) заряды будут исчезать из активной зоны электрической машины в землю

Классификация

По направлению преобразования энергии электрические машины разделяют на:

генераторы, если основным является преобразование кинетической энергии в электрическую с побочным выделением тепла;
двигатели, если основным является преобразование электрической энергии в кинематическую с побочным выделением тепла;
трансформаторы (а также умформеры и фазорасщепители), если основным является преобразование электрической энергии с одними параметрами в электрическую с другими с побочным выделением тепла;
электромеханические преобразователи энергии, если преобразование электрической энергии целенаправленно производится в тепловую и механическую.

Для большинства машин выполняется принцип обратимости, когда одна и та же машина может выступать как в роли двигателя, так и в роли генератора или электромагнитного тормоза.

По принципу действия выделяют такие типы машин:

Асинхронная машина — электрическая машина переменного тока, в которой частота вращения ротора отличается от частоты вращения магнитного поля в воздушном зазоре на частоту скольжения.
Синхронная машина — электрическая машина переменного тока, в которой частоты вращение ротора и магнитного поля в зазоре равны.
Машина двойного питания — электрическая машина переменного тока, в которой ротор и статор в общем случае имеют разные частоты питающего тока. В результате ротор вращается с частотой, равной сумме (разности) питающих частот.
Машина постоянного тока — электрическая машина, питаемая постоянным током и имеющая коллектор.
Универсальный коллекторный двигатель — электрическая машина, питаемая постоянным или переменным током и имеющая коллектор.
Вентильный двигатель — электрическая машина постоянного тока, в которой механический коллектор заменён полупроводниковым коммутатором (ПК), возбуждение осуществляется от постоянных магнитов, размещенных на роторе; а статорная обмотка, как в синхронной машине. ПК по сигналам логического устройства поочерёдно, в определённой последовательности, попарно подключает фазы электродвигателя к источнику постоянного тока, создавая вращающееся поле статора, которое, взаимодействуя с полем постоянного магнита ротора, создаёт вращающий момент электродвигателя.
Умформер на базе электрической машины (см. также Инвертор) — как правило, пара электрических машин, соединённых валами, выполняющих преобразование рода тока (постоянный в переменный или наоборот), частоты тока, числа фаз, напряжений.
Сельсин — электрическая машина для дистанционной передачи информации об угле поворота.
Трансформатор — электрический аппарат[2] переменного тока (электрический преобразователь), преобразующий электрический ток напряжения одного номинала в электрический ток напряжения другого номинала. Существуют статические и поворотные трансформаторы .

Назначения

Основное:

Преобразование энергии — основное назначение электрических машин в качестве двигателей или генераторов.
Преобразование величины напряжения — основное назначение трансформаторов.

Не основное:

Примечания

Литература

Ссылки

wikiredia.ru

Электрическая машина Википедия

Общие положения

Классификация

По направлению преобразования энергии электрические машины разделяют на:

генераторы, если основным является преобразование кинетической энергии в электрическую с побочным выделением тепла;
двигатели, если основным является преобразование электрической энергии в кинематическую с побочным выделением тепла;
трансформаторы (а также умформеры и фазорасщепители), если основным является преобразование электрической энергии с одними параметрами в электрическую с другими с побочным выделением тепла;
электромеханические преобразователи энергии, если преобразование электрической энергии целенаправленно производится в тепловую и механическую.

По принципу действия выделяют такие типы машин:

Асинхронная машина — электрическая машина переменного тока, в которой частота вращения ротора отличается от частоты вращения магнитного поля в воздушном зазоре на частоту скольжения.
Синхронная машина — электрическая машина переменного тока, в которой частоты вращение ротора и магнитного поля в зазоре равны.
Машина двойного питания — электрическая машина переменного тока, в которой ротор и статор в общем случае имеют разные частоты питающего тока. В результате ротор вращается с частотой, равной сумме (разности) питающих частот.
Машина постоянного тока — электрическая машина, питаемая постоянным током и имеющая коллектор.
Универсальный коллекторный двигатель — электрическая машина, питаемая постоянным или переменным током и имеющая коллектор.
Вентильный двигатель — электрическая машина постоянного тока, в которой механический коллектор заменён полупроводниковым коммутатором (ПК), возбуждение осуществляется от постоянных магнитов, размещенных на роторе; а статорная обмотка, как в синхронной машине. ПК по сигналам логического устройства поочерёдно, в определённой последовательности, попарно подключает фазы электродвигателя к источнику постоянного тока, создавая вращающееся поле статора, которое, взаимодействуя с полем постоянного магнита ротора, создаёт вращающий момент электродвигателя.
Умформер на базе электрической машины (см. также Инвертор) — как правило, пара электрических машин, соединённых валами, выполняющих преобразование рода тока (постоянный в переменный или наоборот), частоты тока, числа фаз, напряжений.
Сельсин — электрическая машина для дистанционной передачи информации об угле поворота.
Трансформатор — электрический аппарат[2] переменного тока (электрический преобразователь), преобразующий электрический ток напряжения одного номинала в электрический ток напряжения другого номинала. Существуют статические и поворотные трансформаторы .

Назначения

Основное:

Преобразование энергии — основное назначение электрических машин в качестве двигателей или генераторов.
Преобразование величины напряжения — основное назначение трансформаторов.

Не основное:

Примечания

Литература

Ссылки

wikiredia.ru

Классификация электрических машин | Электрикам

Электрические машины — это устройства преобразующие механическую энергию в электрическую и наоборот, а так же машины преобразующую электрическую энергию одних параметров в электрическую энергию других параметров.

Классификация электрических машин по назначению:

генераторы
двигатели
тахогенераторы (для преобразования частоты вращения в электрический сигнал)
электромашинные усилители (усилители мощности электрических сигналов)
синхронные компенсаторы (для повышения коэффициента мощности)
индукционные регуляторы (для регулирования напряжения переменного тока)
сельсины (для получения электрических сигналов, пропорциональных углу поворота вала)
и т. п.

Классификация электрических машин по принципу действия:

Все электрические машины разделяются на коллекторные и бесколлекторные.

Бесколлекторные машины — это машины переменного тока — асинхронные и синхронные.

Коллекторные машины используют главным образом для работы на постоянном токе в качестве генераторов или двигателей. Лишь коллекторные машины небольшой мощности делают универсальными двигателями, способными работать как от сети постоянного, так и переменного тока.

На рисунке представлена диаграмма классификации электрических машин, содержащая основные их виды, получившие наибольшее применение в современной электроэнергетике. классификация электрических машин

Классификация электрических машин по назначению:

общего
специального — выполненных с учетом специальных требований.

Классификация электрических машин по мощности:

большой — несколько сотен мегаватт
средней — более 10 кВт
малой — 0,5 — 10 кВт
микромашины — меньше 0,5 кВт

Так же электрические машины одного принципа действия могут различаться схемами включения либо другими признаками, влияющими на эксплуатационные свойства этих машин. Например, асинхронные и синхронные машины могут быть трехфазными (включаемыми в трехфазную сеть) или однофазными. Асинхронные машины в зависимости от конструкции обмотки ротора могут быть с короткозамкнутым или фазным ротором. Синхронные машины и коллекторные машины постоянного тока в зависимости от способа создания в них магнитного поля возбуждения разделяют на машины с обмоткой возбуждения и машины с постоянными магнитами.

electrikam.com

Электрические Машины — что это. Общие понятия и работа.

Какие ассоциации у человека возникают, когда он слышит выражение «электрические машины»? Наверняка у многих возникают в голове электромеханические устройства, в процессе работы которых может происходить преобразование электрической энергии в механическую и обратно. Какие устройства можно причислить к числу электрических машин – об этом каждому не трудно догадаться. К ним относят различные виды электродвигателей, электрогенераторов и трансформаторов.

Каждый современный человек знает, что такое электродвигатель. Это устройство, вращение которого начинается после подсоединения к нему проводов. Этот процесс продолжается, пока провода подсоединены и на них подается необходимое для работы таких устройств напряжение. Электрогенераторы во многом схожи с электродвигателями. Однако у них есть одна особенность, которая отличает их от машин, о которых было сказано чуть выше. Эти устройства сами начинают вырабатывать электроэнергию при их вращении. Именно в результате этого и происходит превращение механической энергии в электрическую. Два физических явления лежат в основе работы электрических машин. Первое - воздействие силы Лоренса. Второе – возникновение электро магнитной индукции. Они воздействуют на проводник с электрическим током, перемещение которого происходит в магнитном поле. Чтобы было более понятно о принципе действия электрических машин, давайте рассмотрим процессы, происходящие внутри них.

Школьный курс физики и химии говорит нам о том, что металл, который находится в твердом состоянии, представляет собой множество мельчайших частичек (атомов), которые держатся друг за друга за счет внутренних полей. В своем составе каждый атом имеет ядро, вокруг которого по орбитам и перемещаются небольшие по своим размерам электроны. Те из них, которые располагаются дальше всех от ядра, могут отрываться и перелетать к другим атомам. Такие электроны принято называть свободными. Вокруг каждого из электронов располагаются поля - электрические и магнитные. При взаимодействии электронов друг с другом поля выступают в роли посредников. Это означает, что поля двух электронов будут отталкиваться друг от друга. Именно они не будут давать электронам приблизиться на близкое расстояние. При большом количестве электронов, сила, с которой они будут отталкиваться, будет довольно большой. Отметим, что магнитное поле является наиболее эффективным для использования в электрических машинах. Оно присутствует в постоянном магните, а также вокруг находящихся в постоянном движении электродов. Подводя итог: металл в виде обычной проволоки имеет большое число электронов, вокруг каждого из которых есть поля. Взяв постоянный магнит, который имеет вокруг себя электромагнитное поле, и, приблизив его к проволоке, то поле, которым обладает магнит, начнет оказывать воздействие на поле каждого электрона. Таким образом, это приведет к преобразованию механического движения с магнитом в движение электронов внутри проволоки. По такому принципу работает электрогенератор. Если же пропустить по проводу электроток, магнитное поле, возникшее вокруг медной проволоки, будет отталкивать постоянный магнит, находящийся в нашей руке. Данный принцип лежит в основе работы электродвигателя.

Если говорить о трансформаторах, то данные машины с большой натяжкой можно отнести к числу электрических. А все потому, что в своей работе эти устройства не используют механические движения, по причине чего не соответствуют нашему определению. Как известно, трансформатор позволяет производить преобразование электрического тока в магнитное напряжение, а затем наоборот. Протекающие внутри этих машин электромагнитные процессы такие же, как и те, которые возникают при работе электрических машин. Отметим, что и для трансформаторов, и для электрических машин характерна природа электромагнитных и энергетических процессов, преобладающих при работе проводника с током и магнитным полем. Именно по этой причине трансформаторы и причисляют к категории электромагнитных машин.

Для электрических машин характерно несколько функций, которые они выполняют: преобразование энергии при их использовании в качестве двигателя или генератора; преобразование величины напряжения. Кроме этого к числу их функций относятся преобразование в постоянный переменного тока, увеличение коэффициента мощности электрических установок, усиление мощности электрических сигналов.

Всего комментариев: 0

ukrelektrik.com