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 120о. 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.