Кузнецов М.И. Конспект лекций по электромеханике
Подождите немного. Документ загружается.
Содержание:
Введение……………..…………………………………………………………………………….......5
1. Электрические машины – Электромеханические преобразователи энергии .............................7
1-1. Математическое описание электромеханического преобразования энергии в
электрических машинах ............................................................................................................................8
1-2. Электромеханическое преобразование в машинах постоянного и переменного тока.....9
1-3. Законы Электромеханики .....................................................................................................12
2. Трансформаторы................................................................................................................................13
2-1. Устройство трансформатора .................................................................................................13
2-1-1. Шихтовка железа и обмотки стержневого трансформатора …...................................14
2-2. Однофазные трансформаторы. Холостой ход однофазного трансформатора .................15
2-2-1. Ток холостого хода ..........................................................................................................15
2-2-2. Потери при холостом ходе трансформатора .................................................................16
2-2-3. Схема замещения трансформатора при холостом ходе ...............................................16
2-2-4. Определение параметров z
m
, x
m
,r
m
.................................................................................17
2-3. Работа однофазного трансформатора под нагрузкой .........................................................17
2-3-1. Приведение параметров вторичной обмотки трансформатора к первичной ............17
2-3-2. Физические процессы в трансформаторе при нагрузке ...............................................18
2-3-3. Векторная диаграмма трансформатора при нагрузке ..................................................18
2-3-4. Электормагнитное преобразование активной мощности в трансформаторе.............19
2-3-5. Схема замещения трансформатора при нагрузке .........................................................19
2-4. Режим короткого замыкания однофазного трансформатора .............................................20
2-4-1. Векторная диаграмма трансформатора при коротком замыкании .............................20
2-4-2. Потери при коротком замыкании ...................................................................................21
2-4-3. Экспериментальное определение параметров короткого замыкания .........................22
2-4-4. Треугольник короткого замыкания ................................................................................22
2-5. Совмещение режимов ............................................................................................................22
2-5-1. Коэффициент полезного действия трансформатора ....................................................22
2-5-2. Относительное изменение напряжения - ΔU ................................................................23
2-6. Трехфазные трансформаторы ...............................................................................................24
2-6-1. Устройство трехфазных трансформаторов и их особенность .....................................24
2-6-2. Группы соединения трехфазных трансформаторов .....................................................26
2-6-3. Холостой ход трехфазного трансформатора………………………………….....…….27
2-6-4. Холостой ход трёхфазного трансформатора при соединении обмоток /…............27
2-6-5. Холостой ход трёхфазного трансформатора при соединении
обмоток /,/………………………………………………………………………......28
2-6-6. Параллельная работа трансформаторов ……………………………………….…........29
2-6-7. Параллельная работа трансформаторов при неравенстве коэффициентов
трансформации ……………………………………………..……………………..............…....29
2-6-8. Параллельная работа трансформаторов при неравенстве напряжений
короткого замыкания ..……….……………………….………………………….....…...30
2-6-9. Параллельная работа трансформаторов с различными группами
соединения ………………………………………………………………………....….....31
2-7. Переходные режимы трансформаторов …………………….…………………..........…...31
2-7-1. Переходный процесс при включении трансформатора в холостую …...............…...32
2-7-2. Переходный процесс при коротком замыкании трансформатора …….…..................34
2-7-3. Переходные процессы, вызванные перенапряжением ………………….............…....35
2-8. Специальные трансформаторы .............................................................................................37
2-8-1. Автотрансформаторы ......................................................................................................37
2-8-2. Трехобмоточный трансформатор ...................................................................................38
2-8-3. Трансформаторы с расщепленными обмотками ...........................................................39
2-8-4. Регулирование напряжения в трансформаторах ...........................................................40
2-8-5. Трансформаторы для утроения и удвоения частоты ....................................................42
1
2-8-5-1. Трансформаторы для утроения частоты .................................................................42
2-8-5-2. Трансформаторы для удвоения частоты .................................................................44
2-8-6. Магнитные усилители .....................................................................................................45
3. Асинхронные машины...............................................................................................................48
3-1. Устройство и принцип действия асинхронного двигателя ................................................48
3-1-1. Принцип создания вращающегося магнитного поля статорной обмоткой ................49
3-1-2. Принцип действия асинхронного двигателя .................................................................49
3-2. Общие вопросы машин переменного тока ...........................................................................50
3-2-1. Обмотки машин переменного тока ................................................................................20
3-2-2. Электродвижущая сила (ЭДС) обмотки машин переменного тока ............................53
3-2-3. намагничивающая сила обмоток машин переменного тока ........................................57
3-2-3-1. Намагничивающая сила однофазной обмотки .......................................................57
3-2-3-2. Намагничивающая сила трехфазной обмотки ........................................................58
3-3. Рабочий процесс асинхронного двигателя ..........................................................................61
3-3-1. Режимы работы асинхронной машины .........................................................................61
3-3-2. Режим двигателя ..............................................................................................................62
3-3-3. Явления связанные с вращением ротора асинхронного двигателя ............................63
3-3-4. Приведение параметров роторной обмотки к статорной .............................................64
3-3-5. Приведение асинхронного двигателя к эквивалентному трансформатору ................65
3-3-6. Векторная диаграмма асинхронного двигателя ............................................................65
3-3-7. Электромеханическое преобразование энергии в асинхронном двигателе ...............66
3-3-8. Схемы замещения асинхронной машины .....................................................................67
3-4. Вращающий (электромагнитный) момент асинхронной машины ...................................69
3-4-1. Энергетическая диаграмма, вращающий момент асинхронного двигателя ..............69
3-4-2. Максимальный (критический) момент асинхронной машины ...................................71
3-4-3. Расчетная формула момента асинхронного двигателя ................................................72
3-4-4. Влияние высших гармоник магнитного поля на работу асинхронной машины .......72
3-4-5. Круговая диаграмма асинхронной машины ..................................................................74
3-4-6. Пуск трехфазных асинхронных двигателей ..................................................................76
3-4-6-1. Пуск под номинальным напряжением .....................................................................76
3-4-6-2. Пуск при пониженном напряжении .........................................................................77
3-4-6-3. Пуск двигателя с фазным ротором ...........................................................................78
3-5. Асинхронные двигатели с обмоткой ротора специального исполнения ..........................79
3-5-1. Короткозамкнутый асинхронный двигатель с глубоким пазом на роторе .................79
3-5-2. Короткозамкнутый асинхронный двигатель с двойной клеткой на роторе ...............81
3-6. Регулирование частоты вращения асинхронных двигателей ............................................82
3-6-1. Регулирование частоты вращения двигателя изменением частоты.............................83
3-6-2. Регулирование частоты вращения двигателя путем изменения числа пар полюсов 83
3-6-3. Регулирование частоты вращения двигателя сопротивлением в цепи ротора (с
фазным ротором) ........................................................................................................................................85
3-6-4. Регулирование частоты вращения двигателя изменением напряжения .................85
3-7. Асинхронная машина в режиме генератора ........................................................................86
3-8. Однофазный асинхронный двигатель ..................................................................................87
2
Введение:
3
Почти вся электроэнергия на Земле вырабатывается электрическими машинами
(генераторами), а затем большая ее часть, электрическими двигателями преобразуется в
механическую энергию. Электрические машины во многом определяют технический уровень
промышленного производства. Без электрической энергии нельзя представить современное
промышленное и сельскохозяйственное производство и жизнь цивилизованного общества.
Широкое применение электрической энергии имеет место благодаря возможности удобного ее
распределения, передача на большие расстояния и высокому КПД при преобразовании в другие
виды энергии. Электрическая энергия вырабатывается на электростанциях электрическими
машинами – генераторами, преобразующими механическую энергию в электрическую. Основная
часть электроэнергии (до 80%) вырабатывается на тепловых электростанциях, где при сжигании
химического топлива (уголь, торф, газ) нагревается вода и переводится в пар высокого давления.
Последний попадает в турбину, где, расширяясь, приводит ротор турбины во вращение (тепловая
энергия в турбине преобразуется в механическую). Вращение ротора турбины передается на вал
генератора (турбогенератора). В результате электромагнитных процессов, происходящих в
генераторе, механическая энергия преобразуется в электрическую.
Процесс выработки электроэнергии на гидравлических электростанциях состоит в
следующем: вода, поднятая плотиной на определенный уровень, сбрасывается на рабочее колесо
турбины. Турбина вращается и вращает вал электрического генератора, в котором механическая
энергия преобразуется в электрическую. В процессе потребления электрической энергии
происходит ее преобразование в другие виды энергии. Около 70% электроэнергии используется для
приведения в движение станков, механизмов, транспортных средств, т. е., для преобразования ее в
механическую энергию. Это преобразование осуществляется электрическими машинами –
электродвигателями.
Электродвигатели – основной элемент электропривода рабочих машин. Хорошая
управляемость электрической энергией, простота ее распределения позволили широко применить в
промышленности многодвигательный электропривод рабочих машин. Электродвигатели широко
применяются на транспорте в качестве тяговых двигателей электровозов, электропоездов,
троллейбусов, трамваев и др.
За последнее время значительно возросло применение электрических машин малой
мощности – микромашин мощностью от долей до нескольких сот Ватт. Такие электрические
машины используются в устройствах автоматики и вычислительной технике.
Особый класс электрических машин составляют двигатели для бытовых электроустройств –
пылесосы, холодильники, вентиляторы и др. Мощность этих двигателей невелика (от единиц до
сотен Ватт), конструкция проста и надежна, и изготовляют их в больших количествах.
Электрическую энергию, вырабатываемую на электростанциях, необходимо передать в
места ее потребления, прежде всего в крупные промышленные центры страны, которые удалены от
мощных электростанций на многие сотни, а иногда и на тысячи километров. Передачу
электроэнергии на большие расстояния осуществляют при высоком напряжении (до 500 кВ и
более), чем обеспечиваются минимальные электрические потери в линиях электропередачи.
Поэтому в процессе передачи и распределения электрической энергии приходится неоднократно
понижать и повышать напряжение. Этот процесс выполняется посредством электромагнитного
устройства, называемого трансформатором.
Трансформатор не является электрической машиной, он преобразует лишь напряжение
электрической энергии. Кроме того, трансформатор – это статическое устройство, и в нем нет
никаких движущихся частей. Однако электромагнитные процессы, протекающие в
трансформаторах, аналогичны процессам, происходящим при работе электрических машин. Более
того, электрическим машинам и трансформаторам свойственна единая природа электромагнитных
и энергетических процессов, возникающих при взаимодействии магнитного поля и проводника с
током.
По этим причинам трансформаторы составляют неотъемлемую часть курса электрических
машин.
4
Краткий конспект лекций по курсу «Электрические машины» не претендует на новое издание, а
служит хорошей помощью для студентов заочников, у которых нет литературы для достаточного
изучения материала, а так же для студентов дневного отделения.
В конспект лекций не вошло введение исторического развития электрических машин и
современное состояние их развития. Этот материал хорошо изложен в ( л 1
5 ). В конспект лекций
не вошел раздел по микромашинам.
5
1. Электрические машины – Электромеханические
преобразователи энергии
Подавляющее большинство электромеханических преобразователей имеют вращательное
движение. Обычно в электрических машинах имеет место взаимное перемещение проводников, в
которых проходит электрический ток.
В электромеханических преобразователях энергии, взаимно перемещающиеся части разделены
воздушным зазором. В воздушном зазоре сосредоточена энергия электромагнитного поля,
связывающего вращающуюся и неподвижную обмотки. Именно в воздушном зазоре происходит
преобразование энергии из электрической в механическую и обратно.
История развития электромеханики свидетельствует о существовании двух крайних подходов к
теории электромеханического преобразования энергии: на базе теории поля и теории цепей. Теория
поля развивается на основе уравнений Максвелла, а теория цепей – на основе уравнений Кирхгофа.
Третий, наиболее прогрессивный подход к анализу процессов электромеханического
преобразования энергии – комбинированный подход, сочетающий теорию поля и теорию цепей.
Магнитное поле не отделимо от токов, его создающих, а токи не могут существовать без
магнитного поля. Третий метод, объединяющий два фундаментальных метода, и составляет
теоретическую основу, когда исходя, из картины поля в воздушном зазоре записывают уравнения
напряжений, а через токи или потокосцепления выражаются уравнения электромагнитного
момента.
Электромеханическое преобразование энергии в индуктивных электрических машин
происходит в воздушном зазоре – пространстве, где сосредоточена энергия магнитного поля. Зная
картину поля, можно определить напряжение, токи, моменты, потери, электрические параметры и
другие величины в установившемся и переходных процессах.
Однако определить магнитное поле в любом электромеханическом преобразователе – трудная
задача, решить которую сложно даже с помощью вычислительной техники.
Преобразование энергии из электрической в механическую и обратно невозможно без участия
электромагнитного поля. В машине должен быть воздушный немагнитный зазор, в котором
создается поле, обеспечивающее накопление магнитной энергии, численно равной преобразуемой
энергии.
При электромеханическом преобразовании энергии одно поле должно быть неподвижно
относительно другого.
Энергия магнитного поля W
м
=1/2 BH, если магнитное поле создается N токами, через
потокосцепления и токи, энергия поля определится :
n
kkm
IW
1
2
1
. Для магнитной цепи с
воздушным зазором, что имеет место в электрических машинах, магнитную энергию можно
определить через н.с. F и поток
:
FIW
m
2
1
2
1
или через магнитное сопротивление
/FR
m
и магнитную
проводимость
F
R
G
m
/
1
, тогда в линейной системе
GFRmW
m
22
2
1
2
1
.
Зная магнитную энергию, можно для линейной системы определить силу притяжения, которая
определяет момент.
xI
x
W
f
m
/
2
1
; или
dxdRmf /
2
1
2
.
Можно эту силу определить и через изменения н.с. F,
dxdFf /
2
1
, и по изменению
индуктивности
dxdLIf /
2
1
2
, так как L связана с магнитной проводимостью через геометрию
магнитной системы. Из последнего уравнения видно, что изменение индуктивности необходимо
для электромеханического преобразования энергии. Из выше перечисленных уравнений следует,
что для электромеханического преобразования энергии необходимо, чтобы среди
m
RLF ,,,,
6
была хотя бы одна переменная. При этом может изменяться либо один параметр, либо
одновременно несколько.
1-1. Математическое описание электромеханического преобразования
энергии в электрических машинах.
Рассмотрим вращающуюся индуктивную машину с произвольным числом S обмоток,
размещенных в пазах статора и ротора.
Электромагнитные процессы в индуктивной машине описывается системой уравнений
Кирхгофа для контуров обмоток и уравнениями движения ротора.
Потокосцепление Кирхгофского контура может быть выражено через токи в обмотках
n
i
индуктивности Кирхгофской обмотки со всеми прочими обмотками
kk
L
,где n –
принимает любое значение от
sn 1
.
kп
s
n
п
s
n
knk
Li
11
При резко выраженной зубчатости при вращении ротора изменяются не только взаимная
индуктивность между контурами статора и контурами ротора, но и взаимные индуктивности между
контурами, расположенных на одной и той же части машины, а также индуктивности всех
контуров.
В общем случае все индуктивности
kk
L
и взаимные индуктивности
kn
L
зависят от размеров
обмоток и магнитопроводов и являются функциями углового положения ротора
)(
fL
kn
.
Система уравнений Кирхгофа для напряжений обмоток состоит из пяти уравнений, составленных
для каждого из контуров.
Уравнение для Кирхгофского контура имеет вид:
)(
1
d
dL
i
dt
di
LiR
dt
d
iRU
kn
n
n
s
n
knkk
k
kkk
,
где
dt
di
L
n
s
n
kn
1
- трансформаторная ЭДС, связанные с изменением токов в обмотках при
фиксированных взаимных индуктивностях.
d
dL
i
kn
s
n
n
1
- ЭДС вращения, связанных с изменением взаимных индуктивностей при
фиксированных токах, эта ЭДС появляется только при вращении ротора с некоторой угловой
скоростью
./dtd
.
На изменение энергии магнитного поля расходуется мощность
d
dL
iL
dt
di
Lip
kn
s
n
n
s
k
k
n
s
n
kn
s
k
kw
1111
2
Таким образом, на изменение энергии магнитного поля идет полностью сумма мощностей,
определяемых как произведения токов контуров на трансформаторную ЭДС (первое слагаемое), а
также полу сумма мощностей, определяемых как произведение токов контуров на ЭДС вращения
(второе слагаемое).
Мощность преобразуемая в механическую
d
dL
iLp
kn
s
n
n
s
k
kмex
11
2
, последнее уравнение
позволяет сделать вывод, что электромеханическое преобразование энергии связано только с ЭДС
вращения, в то время как трансформаторная ЭДС в этом преобразовании участия не принимает.
Заметим, что мощность, расходуемая на изменение энергии магнитного поля, не теряется
безвозвратно и в среднем равна нулю. Это объясняется тем, что во вращающейся машине все
величины (токи, индуктивности, взаимные индуктивности и т. д.) изменяются периодически.
Электромагнитный момент М, действующий на ротор запишется :
)(,
2
1
11
constL
d
dw
d
dL
iL
p
M
k
kn
s
n
n
s
k
k
мex
.
7
Таким образом, электромагнитный момент равен частной производной энергии магнитного поля
W по углу поворота ротора
при фиксированных токах в контурах
),( consticonstL
nk
.
Из последнего уравнения следует, что непременным условием осуществления в машине
электромеханического преобразования является изменение индуктивностей или взаимных
индуктивностей обмоток при повороте ротора.
Машина может выполнять свои функции, если производная хотя бы одного параметра по углу
поворота ротора не равна нулю,
0/
ddL
kn
, так как только в этом случае
0M
и
0
мex
p
Теория электромеханического преобразования энергии применима для любого
электромеханического преобразователя.
Уравнение электрических машин записываются на основе теории электрических цепей исходя
из того, что преобразование энергии происходит в воздушном зазоре и магнитное поле известно.
Математической моделью для бесконечного спектра полей и любого числа контуров на роторе и
статоре является модель обобщенного электромеханического преобразователя – электрической
машины с m и n обмотками на статоре и роторе.
Уравнения обобщенного электромеханического преобразователя дают возможность получить
математическую модель для решения широкого класса задач, встречающихся в современном
электромашиностроении. Это позволяет описать математическую теорию электрических машин.
1-2. Электромеханическое преобразование в машинах постоянного и
переменного тока.
Ниже покажем непосредственное преобразование энергии в машинах постоянного и
переменного тока, а также в трансформаторах, рис. 1.
а) Машины постоянного тока
Рис.1.
Генераторы на рисунке представлено объяснение принципа действие. Если силой F перемешать
проводник то в нем ( по правилу правой руки) наведется ЭДС.
e
=Вlv, где B –индукция, l – длина проводника, V – скорость движения проводника. ЭДС
направлена в проводнике от нас.
Если теперь концы проводника замкнуть, то по нему пойдет ток, имеющий такое же
направление, как и ЭДС. В результате взаимодействие тока i в проводнике и магнитного поля
возникнет электромагнитная сила ( правило левой руки)
BilF
эм
, где i – ток в проводнике. При
равномерном движении проводника
эм
FF
, если обе части умножить на V , то получим
eiiBlVVBilVFFV
эм
, отсюда видно, что механическая мощность FV в нашем
элементарном генераторе преобразуется в электрическую мощность. Мощность, отдаваемая во
внешнюю цепь, может быть найдена из уравнения напряжений.
iReU
, умножив уравнение на i, получим
RieiUi
2
, где Ui – электрическая мощность,
отдаваемая проводником во внешнюю цепь (она является частью полной электрической мощности
8
ei
, полученной в результате преобразования механической мощности). I
2
R – электрические
потери в проводнике.
Двигатель.
Та же элементарная машина, может работать двигателем, т.е. преобразовывать электрическую
энергию в механическую. Подведем к проводнику напряжение U так, чтобы ток i в проводнике
имел указанное на рисунке направление. При этом возникнет электромагнитная сила, которая
согласно правилу левой руки заставит проводник передвигаться влево. В проводнике появится
ЭДС
e
(правило правой руки), направленная против тока i и против напряжения U.
Следовательно, напряжение U уравновешивается ЭДС
e
и падением напряжение lR.
iReU
,
умножив уравнение на ток i, получим
RieiUi
2
, где i
2
R – электрические потери в
проводнике, ei – та часть подведенной электрической мощности Ui, которая преобразуется в
механическую мощность т.к. учитывая
Blve
,
BilF
эм
, получим
VFiBlvei
эм
.
Приведенные соотношения показывают, что электрическая машина обратима, т.е. может
работать и генератором и двигателем.
б) Трансформаторы.
Процесс преобразования энергии в трансформаторе происходит за счет электромагнитной
индукции.
В результате изменения потока в обмотках наводятся ЭДС.
dt
d
e
11
1
, где
111
W
, первичная обмотка.
dt
di
L
dt
d
e
0
12
21
2
, где
221
W
, вторичная обмотка. Обмотка с ЭДС
2
e
может быть
использована как источник переменного тока той же частоты, но другого напряжения
22
eU
.
Пренебрегая потерями на перемагничивание, рассмотрим баланс мгновенных мощностей в
трансформаторе. Запишем уравнение ЭДС для первичной обмотки
111
RieU
, умножив уравнение на ток i
1
, получим
RiieUi
2
1111
.
Часть этой мощности i
2
1
R выделяется в виде тепла в обмотке 1, другая часть
2211
ieie
передается посредством электромагнитного поля в обмотку 2. Мощность
222
2
222
iURiie
,
поступающая в обмотку 2 частично выделяется в ней в виде тепла ( l
2
2
R
2
), а оставшаяся ее часть
передается нагрузке ( U
2
l
2
).
в) Электромеханическое преобразование энергии в электрической машине переменного тока.
Электромагнитная схема простейшей электрической машины состоит из двух основных
элементов: неподвижного статора и вращающегося ротора, сердечников статора и ротора.
Для усиления магнитной связи между обмотками магнитопровод статора и ротора набираются
из пластин электротехнической стали, обладающей высокой магнитной проницаемостью.
Электромеханическое преобразование энергии в машине связано с ЭДС, которые
индуктируются в обмотках вследствие изменения их взаимного расположения в пространстве.
Взаимная индуктивность
21212
/iL
зависит от угла поворота ротора. При вращении
ротора с угловой скоростью
угол поворота
t
линейно увеличивается и в результате его
изменения в обмотке ротора индуктируется ЭДС
d
dL
i
dt
dL
i
dt
d
e
12
2
12
2
12
1
Рассмотрим преобразование энергии в генераторном режиме электрической машины.
Уравнение равновесного состояния ЭДС
1111
RiUe
, умножив уравнение на ток i
1,
получим
электрическую мощность
1111
12
2111
)( iRiU
d
dL
iiie
, часть этой мощности l
2
1
R
1
выделится в
виде тепла, оставшаяся часть
2
1111
iRiUp
H
будет отдана нагрузке, напряжение U
1
=R
H
l
1
на
выводах обмотки, совпадающее с напряжением нагрузки, так же изменяется с частотой f.
В результате взаимодействия магнитного поля тока i
2
с током i
1
ротора будет действовать
электромагнитный момент M. Для определения момента M можно исходить из того, что его
9
работа при повороте ротора на малый угол
d
равна изменению энергии магнитного поля dW за
счет изменения взаимной индуктивности
12
dL
при
consti
1
и
consti
2
, то есть
1221
dLiidWMd
, откуда
d
dL
iiM
12
21
В установившемся режиме, когда ротор вращается с постоянной скоростью
,
электромагнитный момент M должен быть уравновешен внешним моментом M
b
d
dL
iiMM
b
12
21
.
При этом через вал к ротору машины должна быть подведена механическая мощность
11
12
21
ie
d
dL
iiM
b
, которая преобразуется в равную ей электрическую мощность
11
ie
т.е. в
генераторном режиме механическая мощность преобразовывается в электрическую. Происходит
электромеханическое преобразование энергии.
Та же простейшая машина может работать двигателем, преобразуя электрическую энергию в
механическую. Для осуществления этого режима нужно присоединить обмотку 1 к сети с таким
переменным напряжением U
1
, изменяющимся с частотой f , чтобы переменный ток i
1
всегда был
направлен противоположно ЭДС e
1
. Записав для образовавшейся электрической цепи уравнение
напряжений
1111
RieU
и умножив его на i
1
, получим
1
2
11111
RiieiU
.
Часть этой мощности i
1
2
R
1
выделяется в виде теплоты в обмотке 1, остальная часть
d
dL
iiie
12
2111
, преобразуется в механическую мощность
d
dL
iiM
12
21
, передаваемую от
ротора через вал машине – орудию. Таким образом, простейшая электрическая машина обратима,
т.е. она может работать и генератором, и двигателем.
1-3. Законы Электромеханики
Рассмотрим три основных закона электромеханики.
Первый Закон
Электромеханическое преобразование энергии не может осуществляться с коэффициентом
полезного действия 100%.
Электромеханические преобразователи – сложные преобразователи, в которых преобразование
электрической энергии (Р
эл
) в механическую ( Р
мех
) и обратно происходит с обязательным
выделением тепловой энергии ( Р
т
). В каждой машине имеются потери в стали, обмотках,
механические потери. Поэтому КПД всегда меньше 100%. Для электрической машины КПД можно
определить как отношение полезной мощности к мощности, подводимой к электрической машине.
Для генератора
мех
эл
P
P
Для двигателя
эл
мех
P
P
Второй закон
Все электрические машины обратимы, т.е. одна и та же машина может работать в режимах
двигателя и генератора. Обратимость электрической машины – основное отличие
электромеханического преобразователя (ЭП) от других преобразователей.
Работа в режимах двигателя и генератора – важнейшее преимущество ЭП, обеспечившее
широкое применение электрических машин в промышленности.
10