Электрическая машина
Электрическая машина — это электромеханический преобразователь энергии[1], основанный на явлениях электромагнитной индукции и силы Ампера, действующей на проводник с током, движущийся в магнитном поле.
Общие положения[править | править код]
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 (то есть огромные потери энергии).
Классификация[править | править код]
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.
В большинстве электрических машин выделяют ротор — вращающуюся часть, и статор — неподвижную часть, а также воздушный зазор, их разделяющий.
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[править | править код]
Основное:
- Преобразование энергии — основное назначение электрических машин в качестве двигателей или генераторов.
- Преобразование величины напряжения — основное назначение трансформаторов.
Не основное:
- Усиление мощности электрических сигналов. В этом случае электрическая машина называется электромашинным усилителем.
- Преобразование постоянного тока в переменный или постоянный другой величины (см. умформер).
- Повышение коэффициента мощности электрических установок. В этом случае электрическая машина называется синхронным компенсатором.[3]
- Дистанционная передача информации (сельсин)
Примечания[править | править код]
- ↑ Глоссарий.ru.Словарь по естественным наукам: Электрическая машина.
- ↑ Иванов-Смоленский А. В. Электрические машины. — М.:Энергия, 1980.
- ↑ Кацман М. М. Электрические машины и трансформаторы. — М.:Высшая школа, 1970.
Литература[править | править код]
- Электрическая машина // Энциклопедический словарь Брокгауза и Ефрона : в 86 т. (82 т. и 4 доп.). — СПб., 1890—1907.
Ссылки[править | править код]
- Видеман Е., Келленбергер В. Конструкции электрических машин. — Л.: Энергия, 1972.
- Электрические машины. Подборка статей