Тема: что такое электрическая машина, общие сведения и понятия.

Тема: что такое машины электрического тока, их особенности и виды.

Все электрические машины можно разделить, с учётом иерархии, на два больших класса — коллекторные и бесколлектроные. Коллекторыне делаться на машины постоянного электрического тока и универсальные. В ту очередь, когда бесколлектроные машины делятся на синхронные и асинхронные. Думаю эти слова многим и ранее были знакомы на слух. По принципу непосредственного действия электромашины делятся так:

1. Асинхронная электрическая машина — машина, электрического типа, переменного тока, где роторная частота вращения в некоторой степени отлична от вращающейся частоты электромагнитного поля в зазоре на некоторую частоту скольжения (воздушный зазор между ротором и статором).

2. Синхронная машина электрическая — машина, электрического типа, переменного тока, где вращающиеся частоты магнитного поля и ротора в зазоре полностью совпадают.

3. Электрическая машина двойного электропитания — машина, электрического типа, переменного тока, где статор и ротор имеют разные частоты (в общем случае) питающего тока. В итоге ротор машины движется с частотой вращения, приравненной сумме (либо же разности) питающих частот.

4. Электрическая машина постоянного тока — машина, имеющая коллектор и питаемая постоянным током. Наиболее распространённый и используемый вид.

5. Электрический трансформатор — аппарат переменного электрического тока (преобразователь), обращающий напряжение и силу тока одного номинала в напряжения и ток иного номинала. Бывают поворотные и статические электрические трансформаторы.

6. Инвертор (умформер, преобразователь на базе электромашины) — обычно, это две электрические машины, которые между собой соединены валом (редуктором), совершающих трансформацию определённого рода тока (переменный, в постоянный либо же наоборот), частоты электрического тока, напряжения, числа фаз.

7. Вентильный электродвигатель — машина, электрического типа, постоянного тока, где в место механического коллектора установлен полупроводниковый коммутатор, возбуждение машины происходит от имеющихся постоянных магнитов, установленных на роторе, а статорная обмотка машины, такая же как в синхронной электрической машине. Полупроводниковый коммутатор по сигналам цифровой системы поочерёдно, в заданной последовательности, попарно включает электрические фазы двигателя к постоянному источнику тока, тем самым образовывая вращающееся электромагнитное поле статора, что, взаимодействуя с магнитным полем магнита (постоянного) ротора, порождает вращающий момент электрическому двигателю.

8. Сельсин — машина, служащая для дистанционной передачи угла поворота (информации о нём). Принцип действия основан на балансе электромагнитных сил.

ТЕМА: ЧТО ТАКОЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ МАШИНА, ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ И ПОНЯТИЯ.

Что обычно представляет человек, когда он слышит выражение — электрические машины? Пожалуй, это что-то движущиеся и работающее от электричества. Всё верно. Следовательно, электрические машины — электромеханические устройства, которые способны преобразовывать электрическую энергию в механическую и обратно. Думаю, Вам не трудно будет догадаться, какие устройства можно отнести к электрическим машинам — это все виды электродвигателей, электрогенераторов и трансформаторов (о них особый разговор).

Большинству людей живущим в наше время хорошо известно: электродвигателя представляют собой устройства, которые начинают и продолжают вращаться при подсоединении к ним электрических проводов и подачи на них напряжения (то есть, пропускании через внутреннюю катушку самого двигателя электрического тока). Электрогенераторы, в общем, это те же электродвигатели, только они сами начинают вырабатывать электричество, если их начать и продолжать принудительно вращать, тем самым механику превращать в электрику.

В основе работы электрических машин лежат два физических явления: это воздействие силы Лоренса и проявление электромагнитной индукции, что действуют на проводник с электрическим током, перемещающегося в магнитном поле. Теперь более простыми словами — что бы понять принцип действия и работу электрических машин давайте заглянем внутрь процессов.

Как мы помним из школьной физики и химии, металл в твёрдом состоянии представляет собой множество мельчайших частичек (атомов) держащихся друг за друга под воздействием внутренних полей (которым обладает каждый атом в отдельности). Каждый атом состоит из ядра (кучка протонов и нейронов) вокруг которого по орбитам носятся малюсенькие электрончики. Именно в металлах электроны, которые расположены дальше всех от ядра могут легко отрываться и перелетать на соседние атомы. Такие электроны называются свободными.

Каждый электрон имеет вокруг себя поля (электрические и магнитные). Поля служат неким посредником при взаимодействии друг с другом электронов. То есть, поля двух электронов будут отталкиваться друг от друга, не давая возможности приблизиться этим электронам на более близкое расстояние. А если этих электронов много, то и сила их отталкивания будет значительной. Стоит добавить, наиболее эффективным полем для использования в электрических машинах является магнитное. Оно существует вокруг движущихся электронов и в постоянном магните (о работе магнита будет отдельная статья).

Подводим итог, есть металл в виде проволоки, в нём существует множество свободных электронов, каждый электрон имеет вокруг себя поля. Если взять обычный постоянный магнит, вокруг которого на некотором расстоянии имеется магнитное поле и приблизить к проволоке, то поле магнита подействует на поля каждого из электронов. В результате наше механическое движение с магнитом превратится в электрическое движение электронов внутри проволоки (принцип электрогенератора). И на оборот, если пропустить электроток по проводу, то возникшее магнитное поле вокруг медной проволоки будет отталкивать наш постоянный магнит в наших руке (принцип электродвигателя).

Теперь что касается трансформатора. Трансформатор, по идеи, нельзя назвать электрической машиной, поскольку он не использует в своей основной работе механических движений и не соответствует нашей формулировке. Как мы знаем, трансформатор преобразует электрический ток и напряжение в магнитное поле (магнитный поток в сердечнике), а потом наоборот.

Однако внутренние электромагнитные процессы, что протекают в них, полностью аналогичны тем, которые происходят при работе электрических машин. Кроме этого, как трансформаторам, так и электрическим машинам свойственна единая природа электромагнитных и энергетических процессов, присутствующих при работе проводника с током и магнитного поля. Поэтому трансформаторы принято относить к электрическим машинам.

Основные функции электрических машин:

· преобразование энергии — в качестве двигателя или генератора;

· преобразование величины напряжения;

· преобразование переменного тока в постоянный;

· повышение коэффициента мощности электрических установок;

· усиление мощности электрических сигналов.