Краткие теоретические положения

Назначение

Изучить устройство и принцип действия наиболее распространённых электрических машин. Научиться производить включение и испытание под нагрузкой.

Краткие теоретические положения

Электрическими машинами называются электромеханические устройства, преобразующие механическую энергию в электрическую (генераторы), электрическую энергию в механическую (двигатели) и электрическую энергию одних параметров в электрическую энергию других параметров (трансформаторы и преобразователи). Различают машины постоянного тока и машины переменного тока.

Машина постоянного тока состоит из неподвижного статора с расположенными на нём полюсами и вращающегося якоря с обмоткой, соединяемой с сетью через медные пластины (коллектор) и щётки. При протекании тока через витки обмотки возбуждения, намотанной на полюса, между полюсами образуется постоянное магнитное поле, пронизывающее витки обмотки якоря. В результате, если якорь вращать, то в его обмотке индуцируется электродвижущая сила (ЭДС) и электрическая энергия будет поступать в сеть. При этом машина будет работать в режиме генератора. Если же, наоборот, на щётки машины подать напряжение сети и пропустить через витки обмотки якоря ток, то действующая на витки электромагнитная сила приведёт к вращению якоря. При этом машина будет работать в режиме электродвигателя.

Из машин переменного тока наиболее распространена трёхфазная асинхронная машина. Она состоит из статора, набранного из колец электротехнической стали, толщиной 0,35 мм. С внутренней стороны кольца имеют пазы, в которые уложены секции трёх фазных обмоток, смещённых друг относительно друга по окружности статора на 120^о. Внутри статора расположен ротор, также набранный из колец электротехнической стали, изолированных друг от друга слоем лака с целью уменьшения вихревых токов. В пазы ротора с внешней его стороны залиты алюминиевые стержни, соединённые по торцам кольцами, образуя короткозамкнутую обмотку типа беличьей клетки. При подключении обмоток статора к трём фазам электрической сети в статоре образуется вращающееся магнитное поле, увлекающее за собой ротор подобно тому, как ветер увлекает за собой парус. При этом машина работает в режиме электродвигателя. Если же ротор под действием механического двигателя вращается быстрее магнитного поля, механическая энергия этого двигателя преобразуется в электрическую и отдаётся в электрическую сеть. Машина работает в режиме электродвигателя.