Reversibilitatea mașinilor electrice

Prevederi de bază ale principiului reversibilității mașinilor electrice

Conform legii lui Bio-Savard, forța F = Bli, (VA) acționează asupra unui conductor care se mișcă într-un câmp magnetic cu un curent I, a cărui direcție este determinată de regula stângii. Prin urmare, dacă aduceți periile la o mașină de curent alternativ curent alternativ, atunci va apărea o forță care va face ca firele ab și cd să se miște într-un câmp magnetic, iar bobina ab° Сd va începe să se rotească (Fig. 1).

Este necesar doar ca frecvența să fie curentul să corespundă cu frecvența de rotație în timpul perioadei de pornire nota f = pn... Un fenomen similar se va produce dacă se aplică un curent continuu pe periile unei mașini de curent continuu. Colector în acest caz va juca rolul unui invertor, transformând curentul continuu furnizat în curent alternativ în interiorul armăturii (vezi Fig. 2).

Așa obținem un motor electric, care, spre deosebire de un generator, transformă energia electrică în energie mecanică.

Conform legii lui Lenz, curentul indus are întotdeauna o direcție în care forța electromagnetică emergentă tinde să împiedice schimbarea (mișcarea) datorită căreia este indus curentul.

Orez. 1.Cel mai simplu alternator

Orez. 2. Cel mai simplu generator de curent continuu

Orez. 3. Generatorul dă o fem alternativă dacă capetele cadrului sunt conectate la inele. Dacă sunt conectate la jumătate de inele (plăci colectoare), curentul din circuit va fi pulsatoriu.

Pe baza legilor menționate mai sus și a principiului de funcționare al celor mai simple mașini electrice, putem formula următoarele prevederi de bază pentru conversia energiei:

1) transformarea reciprocă directă a energiei mecanice și electrice în mașinile electrice inductive este posibilă numai atunci când aceasta din urmă este energie de curent alternativ,

2) o astfel de conversie a energiei necesită un circuit electric cu o inductanță în schimbare (în cazul nostru, este o buclă care se rotește într-un câmp magnetic),

3) pentru a converti curentul alternativ în curent continuu, trebuie să existe o rezistență electrică în schimbare în circuitul electric (rolul său în mașinile electrice este jucat de contactul perie-colector, a cărui rezistență se schimbă de la infinit atunci când peria nu atinge placa colector, la o anumită valoare minimă atunci când peria se suprapune complet pe placa),

4) fiecare mașină electrică este reversibilă energetic, adică, în principiu, poate funcționa în mod egal atât ca generator, cât și ca motor,

5) deoarece pentru manifestare legea inducției electromagnetice tot ce este necesar este mișcarea relativă a firului și a câmpului magnetic, atunci orice mașină electrică este reversibilă cinematic, adică poate transforma fie o armătură, fie un inductor.

Este practic posibil să folosiți un motor în loc de un generator?

Conform legii lui E.X.Lenz, curentul indus într-un circuit electric închis are întotdeauna o direcție în care forța electromagnetică emergentă tinde să prevină acea schimbare (mișcare) datorită căreia este indus curentul electric. Pe această bază, orice mașină electrică cu inducție este „reversibilă la energie”, adică, în principiu, poate funcționa atât ca generator, cât și ca motor.

Cu toate acestea, dacă trebuie să știți pentru ce mod de funcționare este destinată mașina electrică - pentru un generator sau un motor, acest lucru se datorează faptului că în practică sunt impuse anumite cerințe asupra generatorului și motorului, care nu sunt întotdeauna compatibile , și, prin urmare, se poate dovedi că o mașină electrică proiectată ca generator nu va putea funcționa satisfăcător ca motor și invers.

Prin urmare, fiecare mașină trebuie să aibă o indicație pe „plăcuță” pentru ce mod de funcționare este destinată de către fabrica care a produs-o. De asemenea, trebuie remarcat faptul că au apărut o serie de tipuri de mașini electrice și sunt folosite doar ca generator sau doar ca motor.

Reversibilitatea cinematică a unei mașini electrice

Din punctul de vedere al implementării conversiei energiei într-o mașină electrică, este importantă doar mișcarea relativă a celor două organe principale ale sale, urmată de reversibilitatea cinematică a mașinii electrice.

Aceasta înseamnă că, dacă rotorul unei mașini electrice este blocat și statorul este lăsat să se rotească, acesta va începe să se rotească, în timp ce se va întoarce, cu conexiunile electrice neschimbate, în direcția opusă celei în care rotorul s-a rotit în statorul se rotește (asta decurge din legile mecanicii).

Evident, pentru ca statorul să se rotească, va trebui să fie echipat cu rulmenți adecvați și, în plus, contacte electrice glisante pentru a menține alimentarea cu energie electrică a statorului, dacă există, înainte de conversie. Evident, cu circulația cinematică a mașinii electrice cu rotor interior, obținem o mașină electrică cu rotor exterior și invers.