Лекция 13. Электрические машины

Электрические машины – это электротехнические устройства, предназначенные для преобразования электрической энергии в механическую (двигатель), или механической в электрическую (генератор).

В зависимости от рода тока электрические машины подразделяются:

- на электрические машины переменного тока;

- электрические машины постоянного тока.

Электрические машины переменного тока подразделяются:

- на асинхронные;

- синхронные.

Асинхронные машины подразделяются:

- на однофазные;

- трехфазные.

Трехфазные асинхронные двигатели подразделяются:

- на асинхронные двигатели с фазным ротором;

- асинхронные двигатели с короткозамкнутым ротором.

Электродвигатели постоянного тока подразделяются:

- на коллекторные;

- вентильные.

Основные понятия и определения

Одной из основных характеристик двигателя является механическая характеристика (рис.12.1). Она определяется уравнением:

, (12.5)

где ω₂ – скорость вращения ротора;

М₂ – нагрузка на валу.

Рис. 12.1. График механических характеристик

У синхронных двигателей характеристика жесткая. Понятие жесткости характеризует уменьшениеугловой скорости ω₂ при увеличении момента на валу М₂.

В основе принципа действия любой машины лежат два закона – закон Ампера и закон Фарадея.

Закон Ампера:

. (12.6)

Направление силы Ампера определяется правилом левой руки: левую руку необходимо расположить так, чтобы силовые линии входили в ладонь, пальцы по направлению протекания тока в проводнике, тогда большой палец укажет на направление силы Ампера (рис. 12.2).

Рис. 12.2. Правило левой руки

Рис. 12.3. Правило правой руки

Закон Фарадея:

, (12.7)

где – потокосцепление.

(12.8)

Знак «–» следует из правила Ленца. ЭДС индукции всегда имеет такое направление, при котором создаваемый ею индукционный ток i_инд направлен таким образом, чтобы он своим магнитным полем препятствовал всякому изменению магнитного поля В, создавшему этот индукционный ток.

В частном случае, если проводник перемещается в магнитном поле с некоторой скоростью υ и пересекает линии магнитной индукции, то в этом проводнике возникает ЭДС:

. (12.9)

Направление ЭДС определяется по правилу правой руки (рис.12.3).