Устройство и принцип действия электрических машин - Лекция

Устройство и принцип действия электрических машинУстройство и работа электрических машин основаны на законах: электромагнитной индукции, электромагнитных сил и полного тока. 2А отражено линейное перемещение стороны контура L, при котором изменяется его площадь S; на рис. И в том и в другом случае перемещающиеся проводники пересекают силовые линии магнитного поля; при этом изменяется величина потока, пронизывающего контур L, обусловливая наведение в нем ЭДС. Примечание: под (как уже указывалось), понимается нормальная составляющая скорости перемещения проводника относительно силовых линий магнитного поля, и она может не совпадать по величине и направлению со скоростью перемещения проводника в пространстве. Закон полного тока указывает на наличие магнитного поля вокруг проводников с током и устанавливает связь между напряженностью этого поля и током, который его создает: , (6) т.е. циркуляция вектора магнитной напряженности по любому замкнутому контуру L равна полному току , охватываемому данным контуром. называют также магнитодвижущей силой (МДС).10 представлена простейшая вращающаяся электрическая машина: в магнитном поле (), созданном, например, постоянными магнитами, находится электропроводящая рамка. Принцип обратимости электрической машины заключается в том, что, в зависимости от способа использования, она может вырабатывать механическую энергию за счет подводимой электрической (режим двигателя), либо напротив, преобразовывать подводимую механическую энергию в электрическую (т. е. работать в режиме генератора). Если с помощью внешнего момента М привести рамку (рис. При подключении нагрузки (с внутренним сопротивлением ) по образовавшемуся контуру потечет ток I, и в цепи "рамка - нагрузка" выделится электрическая мощность Таким образом, подведенная механическая мощность преобразуется в электрическую , и устройство выполняет функцию генератора электроэнергии.11) при повороте рамки от исходного положения уменьшается (уменьшается плечо), в положении на геометрической нейтрали (ГН) и далее меняет направление, возвращая рамку в положение ГН. Чтобы обеспечить постоянное направление , следовательно, непрерывную работу двигателя, необходимо, чтобы у полюса всегда находился проводник с одним направлением тока, а у - с другим и эта ситуация при вращении рамки не изменялась. Сделать это можно двумя способами: либо изменять направление тока в проводниках при переходе их от одного полюса к другому, либо магнитные полюса должны вращаться вместе с рамкой. В зависимости от способа подачи тока в рамку и того, как организован непрерывный рабочий процесс, принято делить машины на три основных типа: коллекторный, синхронный и асинхронный. При любом положении и любой частоте вращения рамки верхний проводник подключается к " " источника, а нижний - к "-", что обеспечивает неизменное направление и и непрерывное вращение рамки.В реальных машинах количество рамок, как правило, больше одной, они обычно многовитковые (катушки, или секции, а в целом - обмотка) и располагаются равномерно по окружности. На всем пути магнитного потока помещают ферромагнитный материал с высокой магнитной проницаемостью (так называемый "магнитопровод"), а проводники секций укладывают в пазы, специально выполненные для этого в магнитопроводе. Таким образом, на пути потока остается лишь один участок с низкой магнитной проницаемостью - воздушный зазор между вращающейся частью машины - ротором и ее неподвижной частью - статором. Участки магнитопровода, в которых магнитный поток изменяется во времени и, следовательно, наводит ЭДС, выполняются шихтованными, т. е. набираются из листов электротехнической стали, изолированных электрически друг от друга. Помимо активных частей (проводники обмоток, магнитопроводы, постоянные магниты), непосредственно участвующих в электромеханическом преобразовании энергии, в машинах предусмотрен также ряд важных узлов и деталей, которые обеспечивают ее конструктивную целостность, связывают обмотки с внешней электрической цепью, осуществляют механическую связь с сопряженным устройством, электрически изолируют проводники обмоток друг от друга, от магнитопровода и конструктивных частей и т.д.14) содержит магнитопроводы (1) статора и (2) ротора. Поскольку магнитное поле в машине - переменное, магнитопровод набирают из листов (рис. 15) электротехнической стали, изолированных друг от друга электрически для уменьшение потерь на вихревые токи (шихтованный магнитопровод). 9) состоит из трех одинаковых катушек AX, BY, CZ, сдвинутых друг относительно друга на угол 120°; катушки соединены между собой в "треугольник" или "звезду" и питаются от трехфазной сети. Зазор между магнитопроводами ротора и статора для уменьшения его магнитного сопротивления делают минимально возможным; с этой же целью головки зубцов обоих магнитопроводов выполняются расширенными (рис.Полюса закреплены на корпусе, который служит одновременно частью магнитопровода статора.

План

1. Теоретическая часть

2. Простейший электромеханический преобразователь. Принцип обратимости электрических машин

3. Основные типы электрических машин

4. Устройство и принцип действия машин

5. Асинхронный двигатель (АД) с короткозамкнутой обмоткой на роторе

6. Коллекторный двигатель постоянного тока

7. Синхронный генератор

1. Теоретическая часть