Общие определения и принципы работы электромашин.

Действие электрических машин основано на использо­вании явления электромагнитной индукции.

Электрическая машина, предназначенная для преобразования механической энергии в электрическую, называется генератором.

Электрическая машина, предназначенная для преобразования элек­трической энергии в механическую, называется электродвигателем.

Электрическая машина, предназначенная для преобразования электрической энергии в электри­ческую энергию другого рода тока, другого напряжения, другой частоты называется электромеханическим преобразователем.

Любая электрическая машина может быть использована как в ка­честве генератора, так и в качестве двигателя. Свойство электри­ческих машин изменять направление преобразуемой энергии назы­вают обратимостью.

Если в магнитном поле полюсов постоянных магнитов или элек­тромагнитов (рис. 1.1) N и S поместить проводник и под действи­ем какой-либо силы F₁ перемещать его, то в нем возникнет э. д.

Где: В—магнитная индукция в месте нахождения проводника;

l— активная длина проводника (его часть, находящаяся в магнитном поле);

v — скорость перемещения проводника в магнитном поле;

α — угол между векторами максимума магнитной индукции и ско­ростью перемещения проводника (в рассматриваемом случае α = р/2, т. е. sin α=1).

Рис.1.1. Принцип действия электрической машины

Направление э. д. с., индуктируемой в проводнике, определяется согласно правилу правой руки . Если проводник замкнуть на какое-либо сопротивление приемника энергии, то в образовавшейся цепи под действием э. д. с. протекает ток I, направление которого совпадает с направлением э. д. с. про­водника.

В результате взаимодействия тока проводника с магнит­ным полем полюсов создается электромагнитная сила :

направление которой определяется по правилу левой руки.

Эта сила направлена встречно силе F₁ и при F_эм=F₁ проводник перемещается с постоянной скоростью. Таким образом, механическая энергия, затрачиваемая на перемещение проводника, преобразуется в электрическую, отдаваемую сопротивлению внешнего приемника электрической, энергии, т. е. машина будет работать в режиме генератора.

Если от постороннего источника электри­ческой энергии через проводник пропустить ток, то в результате взаимодействия тока в проводнике и магнитного поля полюсов со­здается электромагнитная сила F_эм под действием которой проводник начнет перемещаться в магнитном поле, преодолевая силу торможения какого-либо механического прием­ника энергии, т. е. машина будет работать как двигатель.

Таким образом, в силу общности законов электромагнитной индукции и электромагнитных сил любая электрическая машина может рабо­тать как в режиме генератора, так и в режиме двигателя.