Что такое электрические машины. Для чего они предназначены. Какие бывают виды электрических машин. Как работают генераторы, двигатели и трансформаторы. Где применяются электрические машины в современной технике.
Назначение и принцип действия электрических машин
Электрические машины — это устройства, предназначенные для преобразования энергии. Они могут преобразовывать:
- Механическую энергию в электрическую (генераторы)
- Электрическую энергию в механическую (двигатели)
- Электрическую энергию одних параметров в электрическую энергию других параметров (трансформаторы)
Принцип действия электрических машин основан на явлении электромагнитной индукции. При движении проводника в магнитном поле в нем возникает электродвижущая сила (ЭДС). И наоборот — при протекании тока по проводнику, находящемуся в магнитном поле, на него действует механическая сила.
Основные виды электрических машин
По принципу действия и назначению электрические машины подразделяются на три основных вида:
1. Генераторы
Генераторы преобразуют механическую энергию в электрическую. Основные типы генераторов:
- Синхронные генераторы переменного тока
- Асинхронные генераторы
- Генераторы постоянного тока
2. Электродвигатели
Электродвигатели преобразуют электрическую энергию в механическую. Различают следующие виды электродвигателей:
- Двигатели постоянного тока
- Асинхронные двигатели переменного тока
- Синхронные двигатели
- Шаговые двигатели
3. Трансформаторы
Трансформаторы преобразуют параметры электрической энергии без изменения ее вида. Основные типы трансформаторов:
- Силовые трансформаторы
- Измерительные трансформаторы тока и напряжения
- Специальные трансформаторы
Устройство электрических машин
Несмотря на разнообразие видов, большинство электрических машин имеют сходную конструкцию, включающую следующие основные части:
- Магнитопровод — для создания и проведения магнитного потока
- Обмотки — для создания магнитодвижущей силы и индуцирования ЭДС
- Механические части — для передачи вращения (вал, подшипники)
- Корпус — для крепления и защиты активных частей
Принципиальным отличием является наличие коллектора в машинах постоянного тока, который осуществляет преобразование переменного тока в постоянный.
Физические основы работы электрических машин
Работа электрических машин базируется на двух фундаментальных законах электромагнетизма:
1. Закон электромагнитной индукции Фарадея
Согласно закону Фарадея, при изменении магнитного потока, пронизывающего замкнутый контур, в этом контуре возникает ЭДС индукции. Величина ЭДС определяется формулой:
E = -dΦ/dt
где E — ЭДС индукции, Φ — магнитный поток.
2. Закон Ампера
Закон Ампера определяет силу, действующую на проводник с током в магнитном поле:
F = BIL sin α
где F — сила, B — магнитная индукция, I — ток, L — длина проводника, α — угол между направлениями тока и магнитного поля.
Характеристики электрических машин
Основными характеристиками электрических машин являются:
- Мощность — номинальная и максимальная
- КПД — отношение полезной мощности к потребляемой
- Частота вращения — для вращающихся машин
- Напряжение — номинальное значение
- Ток — номинальное значение
Для каждого типа машин существуют также специфические характеристики, например, механическая характеристика для двигателей или внешняя характеристика для генераторов.
Применение электрических машин
Электрические машины нашли широчайшее применение во всех отраслях промышленности и быта:
- Генераторы используются на электростанциях для выработки электроэнергии
- Электродвигатели применяются в приводах станков, транспортных средств, бытовой техники
- Трансформаторы используются для передачи и распределения электроэнергии
Развитие электрических машин способствовало электрификации промышленности и транспорта, что стало основой второй промышленной революции в конце 19 — начале 20 века.
Современные тенденции в развитии электрических машин
Основные направления совершенствования электрических машин в настоящее время:
- Повышение энергоэффективности
- Применение новых магнитных материалов
- Использование высокотемпературной сверхпроводимости
- Разработка машин с постоянными магнитами
- Создание интеллектуальных электроприводов
Важной тенденцией является интеграция электрических машин с силовой электроникой и микропроцессорными системами управления. Это позволяет создавать высокоэффективные электромеханические комплексы с широкими функциональными возможностями.
Заключение
Электрические машины являются основой современной электроэнергетики и электропривода. Их развитие во многом определяет прогресс в различных отраслях техники. Совершенствование конструкции и характеристик электрических машин остается актуальной научно-технической задачей, направленной на повышение энергоэффективности и создание новых возможностей применения электромеханического преобразования энергии.
Электротехника
Электротехника
ОглавлениеПРЕДИСЛОВИЕИЗ ПРЕДИСЛОВИЯ КО ВТОРОМУ ИЗДАНИЮ ГЛАВА ПЕРВАЯ.  ТОК И НАПРЯЖЕНИЕ1.2. ПРОСТЕЙШАЯ ЭЛЕКТРОТЕХНИЧЕСКАЯ УСТАНОВКА 1.3. ПАРАЛЛЕЛЬНОЕ СОЕДИНЕНИЕ 1.4. ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОЕ СОЕДИНЕНИЕ 1.5. ВКЛЮЧЕНИЕ АМПЕРМЕТРА И ВОЛЬТМЕТРА 1.6. МОЩНОСТЬ 1.7. СОПРОТИВЛЕНИЕ ЦЕПИ И ЗАКОН ОМА 1.8. СОПРОТИВЛЕНИЕ ПРОВОДНИКОВ 1.9. ПОЧЕМУ ЦЕПИ, ПОДЧИНЯЮЩИЕСЯ ЗАКОНУ ОМА, НАЗЫВАЮТ ЛИНЕЙНЫМИ 1.10. НЕЛИНЕЙНЫЕ ЦЕПИ 1.12. ТЕПЛОВОЕ ДЕЙСТВИЕ ТОКА И ЗАКОН ДЖОУЛЯ — ЛЕНЦА 1.13. НАПРАВЛЕНИЕ ТОКА И ЕГО ХИМИЧЕСКОЕ ДЕЙСТВИЕ 1.14. НАПРАВЛЕНИЕ ТОКА И ВЫПРЯМЛЯЮЩИЕ УСТРОЙСТВА 1.15. АККУМУЛЯТОРЫ И ГАЛЬВАНИЧЕСКИЕ ЭЛЕМЕНТЫ 1.16. ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ ПРОВОДИМОСТЬ 1.17. ТОК В СЛОЖНЫХ ЦЕПЯХ 1.18. ЭЛЕКТРОДВИЖУЩАЯ СИЛА И ПОТЕРЯ НАПРЯЖЕНИЯ 1.19. ЗАЗЕМЛЕНИЕ И ПОТЕНЦИАЛ 1.20. ЗАКОНЫ КИРХГОФА ГЛАВА ВТОРАЯ. МАГНИТЫ. МАГНИТНОЕ ПОЛЕ. МАГНИТНОЕ ДЕЙСТВИЕ ТОКА 2.1. МАГНИТЫ И МАГНИТНОЕ ПОЛЕ 2.2. МАГНИТНОЕ ДЕЙСТВИЕ ТОКА 2.3. МАГНИТНОЕ ПОЛЕ ДЕЙСТВУЕТ НА ПРОВОДНИК С ТОКОМ 2.  4. МАГНИТНАЯ ИНДУКЦИЯ2.6. НАГЛЯДНОЕ ИЗОБРАЖЕНИЕ МАГНИТНЫХ ПОЛЕЙ 2.7. ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ ТОКОВ 2.8. ИЗМЕНЕНИЕ МАГНИТНОГО ПОЛЯ СОЗДАЕТ ЭЛЕКТРОДВИЖУЩУЮ СИЛУ 2.9. ПРАВИЛО ЛЕНЦА 2.10. МАГНИТНЫЙ ПОТОК 2.11. ЗАКОН НАВЕДЕНИЯ ЭЛЕКТРОДВИЖУЩЕЙ СИЛЫ 2.12. НАВЕДЕНИЕ ЭДС В ПРЯМОЛИНЕЙНОМ ПРОВОДНИКЕ, ДВИЖУЩЕМСЯ В ПОЛЕ 2.13. ВЗАИМНАЯ ИНДУКДИЯ 2.14. САМОИНДУКЦИЯ 2.15. ВЛИЯНИЕ САМОИНДУКЦИИ НА ПЕРЕХОДНЫЕ ПРОЦЕССЫ 2.16. ЭНЕРГИЯ МАГНИТНОГО ПОЛЯ В ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ЦЕПЯХ ГЛАВА ТРЕТЬЯ. ЖЕЛЕЗО В МАГНИТНОМ ПОЛЕ. МАГНИТНЫЕ ЦЕПИ. ПОСТОЯННЫЕ МАГНИТЫ 3.1. ЗАКОН ПОЛНОГО ТОКА ДЛЯ МАГНИТНОЙ ИНДУКЦИИ ПРИ ОТСУТСТВИИ ЖЕЛЕЗА 3.2. НАМАГНИЧИВАНИЕ ЖЕЛЕЗНОГО КОЛЬЦА 3.3. ОТНОСИТЕЛЬНАЯ МАГНИТНАЯ ПРОНИЦАЕМОСТЬ 3.4. РАСЧЕТ ПОЛЯ В КОЛЬЦЕВОЙ КАТУШКЕ СО СПЛОШНЫМ СЕРДЕЧНИКОМ ПО МАГНИТНЫМ ХАРАКТЕРИСТИКАМ 3.5. ЗАКОН ПОЛНОГО ТОКА ДЛЯ ОДНОРОДНОГО ПОЛЯ В ФЕРРОМАГНИТНОЙ СРЕДЕ 3.6. ЗАКОН ПОЛНОГО ТОКА ДЛЯ ПОЛЯ В НЕОДНОРОДНОЙ СРЕДЕ 3.7. СТАЛЬНОЕ КОЛЬЦО С РАЗРЕЗОМ 3.8. НАПРЯЖЕННОСТЬ МАГНИТНОГО ПОЛЯ, РАСЧЕТ МАГНИТНОЙ 3.  9. НАМАГНИЧЕННОСТЬГЛАВА ЧЕТВЕРТАЯ. ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ЗАРЯДЫ И ЭЛЕКТРИЧЕСКОЕ ПОЛЕ 4.2. ИЗОЛЯТОРЫ И ПРОВОДНИКИ 4.3. ПРОСТЕЙШИЕ ОПЫТЫ С НЕПОДВИЖНЫМИ ЭЛЕКТРИЧЕСКИМИ ЗАРЯДАМИ (ЭЛЕКТРОСТАТИКА) 4.4. ЭЛЕКТРИЧЕСКОЕ ПОЛЕ 4.5. НАПРЯЖЕНИЕ (РАЗНОСТЬ ПОТЕНЦИАЛОВ) 4.6. ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ ЕМКОСТЬ. КОНДЕНСАТОРЫ 4.7. КОНДЕНСАТОР В ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЦЕПИ 4.8. ДВИЖЕНИЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ЗАРЯДОВ В МАГНИТНОМ ПОЛЕ ГЛАВА ПЯТАЯ. ПЕРЕМЕННЫЙ ТОК 5.1. ЗАЧЕМ НУЖЕН ПЕРЕМЕННЫЙ ТОК? 5.2. ПОЛУЧЕНИЕ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА 5.3. ГЕНЕРАТОР ПЕРЕМЕННОГО ТОКА 5.4. СИНУСОИДА 5.5. ЗАКОН ОМА ДЛЯ ЦЕПИ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА ГЛАВА ШЕСТАЯ. ЦЕПИ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА 6.1. КАТУШКА ИНДУКТИВНОСТИ В ЦЕПИ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА 6.2. ФАЗОВЫЙ СДВИГ В ИНДУКТИВНОЙ ЦЕПИ 6.3. КОЭФФИЦИЕНТ МОЩНОСТИ 6.4. КОНДЕНСАТОВ В ЦЕПИ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА 6.5. КОМПЕНСАЦИЯ СДВИГА ФАЗ 6.6. РАСЧЕТ ПРОСТЕЙШИХ ЦЕПЕЙ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА 6.7. РЕЗОНАНС ТОКОВ 6.8. РЕЗОНАНС НАПРЯЖЕНИЙ ГЛАВА СЕДЬМАЯ.  ТРЕХФАЗНЫЙ ТОК7.1. ТРЕХФАЗНАЯ СИСТЕМА 7.2. РАЗМЕТКА КОНЦОВ ТРЕХФАЗНОЙ СИСТЕМЫ 7.3. СЛОЖЕНИЕ ФАЗНЫХ ЭДС 7.4. СОЕДИНЕНИЕ В ЗВЕЗДУ 7.5. СОЕДИНЕНИЕ ТРЕУГОЛЬНИКОМ 7.6. МОЩНОСТЬ ТРЕХФАЗНОГО ТОКА 7.7. ПОТЕРИ МОЩНОСТИ В ТРЕХФАЗНОЙ ЛИНИИ ГЛАВА ВОСЬМАЯ. ЭЛЕКТРОТЕХНИЧЕСКИЕ РАСЧЕТЫ НА МИКРОКАЛЬКУЛЯТОРАХ 8.1. КАК РАБОТАЕТ МИКРОКАЛЬКУЛЯТОР 8.2. ПРОСТЕЙШИЕ ЭЛЕКТРОТЕХНИЧЕСКИЕ РАСЧЕТЫ 8.3. О ТОЧНОСТИ ВЫЧИСЛЕНИЙ 8.4. ПРОГРАММИРУЕМЫЕ МИКРОКАЛЬКУЛЯТОРЫ 8.5. РАСЧЕТЫ НА ПРОГРАММИРУЕМЫХ МИКРОКАЛЬКУЛЯТОРАХ ГЛАВА ДЕВЯТАЯ. ПОЛУПРОВОДНИКОВЫЕ ПРИБОРЫ 9.1. ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ТОК В ПОЛУПРОВОДНИКАХ 9.2. ПОЛУПРОВОДНИКОВЫЕ ДИОДЫ. ВЫПРЯМИТЕЛИ 9.3. ТРАНЗИСТОРЫ. УСИЛИТЕЛИ ЭЕКТРИЧЕСКИХ СИГНАЛОВ 9.4. ОБРАТНАЯ СВЯЗЬ В УСИЛИТЕЛЯХ 9.5. ГЕНЕРАТОРУ СИНУСОИДАЛЬНЫХ КОЛЕБАНИЙ 9.6. ТИРИСТОРЫ, УПРАВЛЯЕМЫЕ ВЫПРЯМИТЕЛИ 9.7. КЛЮЧИ 9.8. НЕИЗБЕЖНОСТЬ МИКРОЭЛЕКТРОНИКИ 9.9. ОПЕРАЦИОННЫЕ УСИЛИТЕЛИ 10.1. НАЗНАЧЕНИЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ МАШИН 10.  2. МАГНИТНАЯ СИСТЕМА МАШИН ПОСТОЯННОГО ТОМА10.3. КОЛЛЕКТОР 10.4. ЯКОРНЫЕ ОБМОТКИ 10.5. РАБОЧИЙ РЕЖИМ МАШИН ПОСТОЯННОГО ТОКА 10.6. СПОСОБЫ ВОЗБУЖДЕНИЯ МАШИН 10.7. ОБРАТИМОСТЬ МАШИН ПОСТОЯННОГО ТОКА. РАБОТА ДВИГАТЕЛЯ 10.8. ДВИГАТЕЛИ С ПАРАЛЛЕЛЬНЫМ И ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНЫМ ВОЗБУЖДЕНИЕМ ГЛАВА ОДИННАДЦАТАЯ. ТРАНСФОРМАТОРЫ 11.1. УСТРОЙСТВО И ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ ТРАНСФОРМАТОРА 11.2. РАБОТА ТРАНСФОРМАТОРА 11.3. ТРАНСФОРМАТОР ТРЕХФАЗНОГО ТОКА 11.4. ПОТЕРИ В ТРАНСФОРМАТОРЕ 11.1. АВТОТРАНСФОРМАТОРЫ ГЛАВА ДВЕНАДЦАТАЯ. МАШИНЫ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА 12.1. ГЕНЕРАТОР ПЕРЕМЕННОГО ТОКА 12.2. СИНХРОННЫЙ ДВИГАТЕЛЬ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА 12.3. ТРЕХФАЗНЫЕ МАШИНЫ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА 12.4. РАБОТА СИНХРОННЫХ МАШИН 12.5. ПАРАЛЛЕЛЬНАЯ РАБОТА СИНХРОННЫХ ГЕНЕРАТОРОВ 12.6. ВРАЩАЮЩЕЕСЯ МАГНИТНОЕ ПОЛЕ 12.7. АСИНХРОННЫЕ ДВИГАТЕЛИ 12.8. КПД ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ МАШИН ГЛАВА ТРИНАДЦАТАЯ. ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ АППАРАТЫ 13.1. ВЫКЛЮЧАТЕЛИ, КНОПКИ И КЛАВИШИ 13.2. РАБОТА ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ КОНТАКТОВ 13.  3. ЭЛЕКТРОМАГНИТЫ13.4. КОНТАКТОРЫ 13.5. ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЕ РЕЛЕ 13.6. ПРЕДОХРАНИТЕЛИ, РЕЛЕ ТОКА И ТЕПЛОВЫЕ РЕЛЕ 13.7. ПУТЕВЫЕ ВЫКЛЮЧАТЕЛИ ГЛАВА ЧЕТЫРНАДЦАТАЯ. УПРАВЛЕНИЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКИМИ МАШИНАМИ 14.1. КАК СОСТАВЛЯЮТСЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ СХЕМЫ 14.2. ДВА ТИПА ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СХЕМ 14.3. КАК ВКЛЮЧИТЬ ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ДВИГАТЕЛЬ 14.4. СХЕМЫ ТОРМОЖЕНИЯ 14.5. ЗАЩИТА ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ЦЕПЕЙ 14.6. КАК ОПИСАТЬ ЭЛЕКТРИЧЕСКУЮ СХЕМУ ГЛАВА ПЯТНАДЦАТАЯ. ИЗМЕРЕНИЯ В ЭЛЕКТРОТЕХНИКЕ 15.1. РОЛЬ ИЗМЕРЕНИЙ В ЭЛЕКТРОТЕХНИКЕ 15.2. ПРИБОРЫ ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ПОСТОЯННОГО ТОКА 15.3. ШУНТЫ И ДОБАВОЧНЫЕ СОПРОТИВЛЕНИЯ 15.4. ИЗМЕРЕНИЕ ОЧЕНЬ МАЛЫХ ТОКОВ. ГАЛЬВАНОМЕТРЫ 15.5. ПРИБОРЫ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА 15.6. КАК ИЗМЕРИТЬ МОЩНОСТЬ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ТОКА 15.7. ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ СЧЕТЧИК ПЕРЕМЕННОГО ТОКА 15.8. ИЗМЕРЕНИЕ МОЩНОСТИ И ЭНЕРГИИ В ЦЕПЯХ ТРЕХФАЗНОГО ТОКА 15.9. САМОПИСЦЫ И ОСЦИЛЛОГРАФЫ 15.10. ЦИФРОВЫЕ ПРИБОРЫ 15.11. ИЗМЕРЕНИЕ СОПРОТИВЛЕНИЯ ЦЕПИ |
Электрические машины
В качестве энергоносителя в электрической машине может быть использовано как магнитное, так и электрическое поле.
Машины, в которых для преобразования энергии используется магнитное поле, называются индуктивными, а те, в которых используется электрическое поле, — емкостными. Возможно также совместное использование магнитного и электрического полей. Такие машины называются индуктивно-емкостными.
На практике наибольшее распространение получили индуктивные машины.
Принято различать электромеханические преобразователи в зависимости от цели преобразования энергии на:
- генераторы — источники электрической энергии;
- электродвигатели — источники механической энергии;
- специальные электрические машины — электромеханические преобразователи с более сложным целевым назначением
Современные электрические машины имеют самое разнообразное конструктивное исполнение и могут реализовывать различные роды напряжения и тока, а также различные виды движения — вращательное, колебательное, линейное и т.д.
Диапазон мощностей современных электрических машин составляет 10-17 — 109 Вт.
На рисунке 1 показаны области распространения и зоны использования емкостных (график 1), индуктивно-емкостных (график 2) и индуктивных (график 3) электрических машин. Электрическая машина является весьма экономичным преобразователем энергии.
Рисунок 1 – Области распространения электрических машин
Для управления современными электрическими машинами используются сложные электронные системы, которые конструктивно объединяются с электромеханическим преобразователем и образуют так называемую электромеханотронную систему, выступающую как единый технический комплекс. Все это существенно расширяет функциональные возможности электрических машин и обеспечивает их широкое внедрение во все сферы производственной и бытовой деятельности человечества [1].
Основополагающие законы электромеханического преобразования энергии в индуктивных машинах
Закон Ампера
Согласно закону, установленному Ампером, на проводник с током в магнитном поле действует сила
,
- где F – сила, Н,
- I – сила тока, А,
- – длина проводника, м,
- B — магнитная индукция, Тл,
- — угол между направлением тока и вектором магнитной индукции, град.
Направление этой силы определяется по правилу «левой руки».
Закон электромагнитной индукции Фарадея
Открытие электромагнитной индукции в 1831 году Фарадеем — одно из фундаментальных открытий в электродинамики. Максвеллу принадлежит следующая углубленная формулировка закона электромагнитной индукции:
Всякое изменение магнитного поля во времени возбуждает в окружающем пространстве электрическое поле. Циркуляция вектора напряженности E этого поля по любому неподвижному замкнутому контуру s определяется выражением [3] [4]
,
- где E – напряженность электрического поля, В/м,
- ds – элемент контура, м,
- Ф — магнитный поток, Вб,
- t — время, с
Электродвижущая сила индукции возникающая в замкнутом контуре, равна скорости изменения во времени потока магнитной индукции
,
- где – электродвижущая сила индукции, В
Знак «-» показывает, что индукционный ток, возникающий в замкнутом проводящем контуре имеет такое направление, что создаваемое им магнитное поле противодействует тому изменению магнитного потока, которым был вызван данный ток.
Вращающаяся электрическая машина — электротехническое устройство, предназначенное для преобразования энергии на основе электромагнитной индукции и взаимодействия магнитного поля с электрическим током, содержащее, по крайней мере, две части, участвующие в основном процессе преобразования и имеющие возможность вращаться или поворачиваться относительно друг друга [2].
Вращающаяся машина постоянного тока, или машина постоянного тока — вращающаяся электрическая машина, основной процесс преобразования энергии в которой обусловлен потреблением или генерированием только постоянного электрического тока.
Вращающаяся машина переменного тока — вращающаяся электрическая машина, основной процесс преобразования энергии в которой обусловлен потреблением или генерированием переменного электрического тока.
Виды вращающихся электрических машин
По характеру магнитного поля в основном воздушном зазоре
Одноименнополюсная машина — вращающаяся электрическая машина, у которой нормальная составляющая магнитной индукции во всех точках основного воздушного зазора имеет один и тот же знак.
Разноименнополюсная машина — вращающаяся электрическая машина, у которой нормальная составляющая магнитной индукции в различных участках основного воздушного зазора имеет разные знаки.
Явнополюсная машина — разноименнополюсная машина, в которой полюса выступают в сторону основного воздушного зазора.
Неявнополюсная машина — разноименнополюсная машина с равномерным основным воздушным зазором.
- А.И.Вольдек, В.В.Попов. Электрические машины. Введение в электромеханику. Машины постоянного тока и трансформаторы. Учебник для вузов.-СПб.: Питер, 2007.
- ГОСТ 27471-87 Машины электрические вращающиеся. Термины и определения.
- И.В.Савельев. Курс общей физики, том II. Электричество.-М.:Наука, 1970.
- Д.В.Сивухин. Общий курс физики. Т.III. Электричество.-М.:Наука, 1977.
Библиографический список
Типы и примеры электрических машин с функцией
Электрические машины — это машины, которые уменьшают усилия человека за счет либо передачи электрической энергии, либо преобразования электрической энергии.
Электрические машины классифицируются в зависимости от их конструкции, работы, применения, работы и характеристик. В этой статье мы узнаем все типы электрических машин и примеры электрических машин.
Типы электрических машин
В зависимости от конструкции электрические машины подразделяются на два типа,
- Статическая машина
- Динамическая машина
Статические машины не имеют подвижных частей. С другой стороны, динамические машины — это те, у которых есть движущаяся часть.
В зависимости от типа входного или выходного источника питания электрические машины делятся на три типа:
- Машины переменного тока
- Машины постоянного тока
- Универсальные машины
Машины переменного тока — это те, которые работают от переменного тока (переменного тока). Поставлять. Его входной или выходной источник питания переменного тока.
Машины постоянного тока — это машины, работающие от источника постоянного тока (постоянного тока).
Их входной или выходной источник питания постоянного тока.
Универсальные машины — это машины, которые работают как с источниками питания переменного, так и постоянного тока.
В зависимости от фаз входного и выходного электропитания электрические машины подразделяются на три основных типа:
- Однофазные машины
- Двухфазные или двухфазные машины
- Трехфазные или многофазные машины
Однофазные Электрические машины — это те, которые работают от однофазного источника переменного тока 110 В или 220 В. Они имеют фазу и нейтраль для подключения к источнику питания.
Двухфазные или двухфазные машины — это машины, работающие от источника питания 440 В. Но им не требуются все три фазы, они использовали только две фазы трехфазного источника питания.
Трехфазные электрические машины — это машины, работающие от источника питания 440 В, для которых требуются все три фазы.
Читайте также:
Примеры электрических машин
Наиболее распространенными примерами электрических машин являются трансформатор, генератор и двигатель.
Основной функцией электрического трансформатора является передача электрической энергии от одной цепи к другой путем увеличения или уменьшения уровня напряжения. Электрический трансформатор может изменять уровень напряжения, но поддерживать постоянную мощность и частоту.
Основной функцией электрического генератора является выработка электроэнергии или преобразование механической энергии в электрическую. Когда ротор генератора вращается внешним первичным двигателем, он вырабатывает электричество.
Основной функцией электродвигателя является преобразование электрической энергии в механическую. При подаче питания на электродвигатель его подвижная часть начинает вращаться.
Примеры статической электрической машины
Электрический трансформатор является примером статической электрической машины.
Пример динамической электрической машины
Электродвигатели, генераторы и генераторы переменного тока являются примерами динамических электрических машин.
Пример машины переменного тока
Трансформаторы, генераторы переменного тока и двигатели переменного тока являются примерами машин переменного тока. Для своей работы они используют переменный источник питания.
Пример машины постоянного тока
Двигатели постоянного тока и генераторы постоянного тока являются примерами машин постоянного тока.
Примеры универсальной машины
Универсальный электродвигатель является примером универсальной электрической машины, которая может работать как с источниками питания переменного, так и постоянного тока.
Пример однофазной машины
Однофазные трансформаторы. Однофазные асинхронные двигатели являются примерами однофазных электрических машин.
Пример двухфазной или двухфазной машины
Двухфазный реактивный двигатель, двухфазный асинхронный двигатель с экранированными полюсами являются примерами двухфазных электрических машин.
Примеры трехфазных машин
Трехфазный трансформатор, силовой трансформатор, распределительный трансформатор, синхронный двигатель, трехфазный асинхронный двигатель являются примерами трехфазных электрических машин.
Читайте также:
Благодарим Вас за посещение сайта. продолжайте посещать для получения дополнительных обновлений.
Электрические машины (EE3283) — Столичный университет науки и технологий
ЦЕЛИ КУРСА
Основное внимание в этом курсе уделяется пониманию магнитного поля, сопротивления магнитных материалов и воздуха. В основном в этот курс включены вольтамперные характеристики, регулирование напряжения генераторов постоянного тока, характеристика скорости вращения, регулирование скорости двигателей постоянного тока и обобщенные концепции электромеханического преобразования энергии. Будут изучены принципы работы, конструкция и работа однофазных и трехфазных трансформаторов. Этот курс включает в себя основы машин переменного тока и создание вращающегося магнитного поля. В этом курсе подробно обсуждаются принципы работы, конструкция, характеристики и эквивалентная схема трехфазных синхронных генераторов, синхронных и асинхронных двигателей, однофазных двигателей и двигателей специального назначения.
РЕЗУЛЬТАТЫ ОБУЧЕНИЯ КУРСА (CLO)
CLO 1: Объяснять принципы работы основных компонентов электрических машин: двигателей, генераторов и трансформаторов, включая синхронные, асинхронные двигатели постоянного тока и двигатели специального назначения, генераторы и автотрансформаторы переменного и постоянного тока, трансформаторы тока. , ПТ, повышающие и понижающие трансформаторы. (Уровень: C2)
CLO 2: Изучить магнитное поле, магнитное сопротивление магнитных материалов, магнитный поток и МДС в магнитных цепях и выполнить анализ трансформатора с использованием стандартных процедур испытаний, включая испытания на обрыв и короткое замыкание, регулировку напряжения, КПД и анализ цепей с участием трансформаторов. (Уровень: C4)
CLO 3: Изучить конструкцию, принципы работы, характеристики и эквивалентную схему трехфазных синхронных генераторов, синхронных и асинхронных двигателей, однофазных асинхронных двигателей и двигателей специального назначения.
(Уровень: C4)
CLO 4: Анализ вольтамперных характеристик, коммутации генераторов постоянного тока, характеристик скорости вращения и регулирования скорости двигателей постоянного тока. (Уровень: C4)
СОДЕРЖАНИЕ КУРСА
- Машины постоянного тока Темы
- Введение в принципы работы машин
- Вращательное движение
- Закон Ньютона и соотношение сил
- Магнитное поле
- Магнитная цепь с воздушным зазором
- Закон Фарадея
- Создание индуцированной силы на проводе
- Наведенное напряжение на проводнике, движущемся в магнитном поле
- Линейная машина постоянного тока
- Простая вращающаяся петля между изогнутыми поверхностями полюсов
- Коммутация
- Строительство
- Простая обмотка якоря
- Реакция якоря
- Межполюсники, компенсирующая обмотка и щеточное смещение
- Уравнения внутреннего генерируемого напряжения и индуцированного крутящего момента реальных машин
- Введение
- Регулировка напряжения
- Кривая намагничивания
- Эквивалентные схемы
- Работа и характеристики генераторов с независимым возбуждением, параллельных, последовательных и комбинированных генераторов
- Параллельная работа генераторов постоянного тока
- Введение
- Регулировка скорости
- Эквивалентные схемы
- Работа и характеристики независимо возбуждаемых, шунтовых и постоянных магнитов
- Работа и характеристики серийных и составных двигателей
- Уравнения крутящий момент-скорость
- Расчет эффективности
- Шаговый двигатель и цепь привода
- Основы трансформаторов
- Значение трансформаторов
- Типы и конструкция
- Идеальный трансформер
- Реактивное сопротивление утечки
- Теория и работа однофазного трансформатора
- Потери и векторная диаграмма
- Эквивалентная схема реального трансформатора
- Тест без нагрузки и короткого замыкания
- На единицу системы
- Трансформатор регулирования напряжения и КПД
- Автотрансформаторы и концепция их мощностных преимуществ
- Трансформатор тока (CT) и трансформатор напряжения (PT)
- Трехфазные трансформаторы
- Строительство силового трансформатора
- Трехфазные соединения и подавление гармоник
- Группы векторов
- Трехфазный трансформатор с использованием двух трансформаторов
- Номинальные параметры трансформатора и связанные с этим проблемы
- Пусковой ток трансформатора
- Простая петля в однородном магнитном поле
- Обзор трехфазного поколения
- Доказательство концепции вращающегося магнитного поля и его связи с №.
