Основные законы электромеханики.
Введение. Краткая история развития и основная Классификация электрических машин. Основные законы электромеханики.
Электрические машины классифицируют по ряду признаков. Различают статические машины, не имеющие движущихся частей, и электромеханические преобразователи энергии, преобразующие электрическую энергию в механическую и наоборот. К первым относят различного рода трансформаторы, ко вторым — электрические генераторы и электрические двигатели. По виду реализуемого машиной движения электродвигатели делятся на вращающиеся и линейные. Первые обеспечивают вращательное движение вторичного элемента машины, вторые — его поступательное движение. По мощности различают машины большой (более нескольких сотен киловатт), средней (от 10 до нескольких сотен киловатт), малой (от 0,5 до 10 кВт) мощности и микромашины (от 0,5 до долей ватт). По частоте вращения машины делят на: тихоходные — с частотой вращения до 300 мин-1, средней быстроходности — от 300 до 1500 мин-1, быстроходные — от 1500 до 6000 мин-1, сверхбыстроходные — более 6000 мин-1. По роду тока различают машины переменного и постоянного тока. К машинам переменного тока относятся трансформаторы, синхронные и асинхронные машины, коллекторные машины переменного тока. Трансформаторы применяют для преобразования напряжения: в электрических сетях и системах при передаче и распределении электрической энергии (силовые трансформаторы), в различных выпрямительных установках, а также при электрических измерениях (измерительные трансформаторы). Синхронные машины применяют в качестве генераторов переменного тока на тепловых, атомных и гидравлических электрических станциях и генераторов в автономных источниках питания. В электрических приводах большой мощности применяют синхронные электродвигатели. В устройствах автоматики применяют синхронные машины малой мощности: реактивные, с постоянными магнитами, гистерезисные, шаговые и др. Асинхронные машины наиболее широко используют в качестве электродвигателей трехфазного тока. Простота устройства и высокая надежность асинхронных двигателей позволяют применять их для привода станков, грузоподъемных машин, компрессоров, вентиляторов и пр. В системах автоматического регулирования используют одно- и двухфазные управляемые асинхронные двигатели, асинхронные тахогенераторы. Коллекторные машины переменного тока в настоящее время используют сравнительно редко и главным образом в качестве электродвигателей. Они имеют сложную конструкцию и требуют тщательного ухода. В устройствах автоматики, а также в различного рода электробытовых приборах применяют универсальные коллекторные двигатели, работающие как на постоянном, так и на переменном токе. Машины постоянного тока: генераторы и двигатели — классифицируют в зависимости от способов возбуждения машин. Электродвигатели постоянного тока применяют в устройствах электропривода, требующих регулирования частоты вращения в широких пределах: сложные металлообрабатывающие станки, прокатные станы, железнодорожный и морской транспорт, электропривод большегрузных автомобилей, грузоподъемные машины и т. д., а также в тех случаях, когда источниками электрической энергии для питания электродвигателей служат аккумуляторные батареи (стартерные двигатели, двигатели подводных лодок, космических кораблей и т. д.). Генераторы постоянного тока применяют для питания устройств связи, зарядки аккумуляторных батарей, в качестве основных источников питания на транспортных установках (автомобилях, самолетах, тепловозах, пассажирских вагонах). В последнее время генераторы постоянного тока используются наряду с генераторами переменного тока, работающими совместно с полупроводниковыми выпрямителями. В системах автоматического регулирования машины постоянного тока широко используют в качестве электромашинных усилителей, исполнительных двигателей и тахогенераторов. По назначению электрические машины делят на генераторы, двигатели, электромашинные преобразователи, электромашинные усилители. Электрические генераторы переменного и постоянного тока служат для преобразования механической энергии вращательного движения в электрическую энергию. В качестве источников механической энергии служат гидравлические, паровые и газовые турбины, двигатели внутреннего сгорания, ветродвигатели и т. д. Более 98% всей получаемой человеком на Земле электроэнергии вырабатывают на тепловых, гидравлических и атомных электростанциях синхронные генераторы. Генераторы используют также в качестве источников питания в установках связи, устройствах автоматики, измерительной техники и пр. Электрические двигатели служат для преобразования электрической энергии в механическую энергию вращательного или поступательного движения. В первом случае говорят о вращающихся электродвигателях, во втором — о линейных электродвигателях. Электродвигатели приводят в движение различные машины, механизмы и устройства, применяемые в промышленности, сельском хозяйстве, связи, на транспорте и в быту. В системах автоматического управления их используют в качестве исполнительных и регулирующих органов. Электромашинные преобразователи служат для преобразования переменного тока в постоянный и наоборот, изменяют величину напряжения переменного и постоянного тока, частоту, число фаз и др. Их используют в промышленности, на транспорте, хотя роль электромашинных преобразователей существенно уменьшилась за счет применения статических полупроводниковых преобразователей. Однако в военном деле преобразователи и электромашинные усилители в силу радиационной устойчивости применяются по-прежнему широко. Мощные электромашинные компенсаторы — синхронные двигатели, работающие в режиме холостого хода, осуществляют генерирование реактивной мощности в энергосистемах для обеспечения заданного режима работы электрических сетей. Электромашинные усилители служат для управления относительно большими мощностями при помощи сигналов небольшой мощности. В настоящее время они используются главным образом в спецтехнике, поскольку обладают неизмеримо большей радиационной устойчивостью, чем полупроводниковые усилители. Микромашины делятся на силовые и информационные. К силовым относятся силовые электродвигатели, приводящие во вращение механизмы автоматических устройств и исполнительные двигатели, обеспечивающие отработку определенной команды. К информационным микромашинам относятся: тахогенераторы, обеспечивающие пропорциональное преобразование частоты вращения устройства в электрическое напряжение, поворотные трансформаторы, машины синхронной связи и микромашины гироскопических приборов. Общепринята следующая классификация электрических машин: 1. По роду тока различают машины переменного и постоянного тока, а также универсальные машины. 2. По виду электромеханического преобразования различают электродвигатели, электрические генераторы и синхронные компенсаторы. 3. По виду движения: вращающиеся электрические машины и линейные электрические машины (двигатели). 4. По конструктивному исполнению различают машины единых серий общего назначения и специальные машины. Машины общего назначения применяются в различных отраслях народного хозяйства в обычных условиях окружающей среды, специальные машины используются в определенных специфических условиях, например, в шахтах (машины взрывозащищенного исполнения), на электрифицированном транспорте (тяговые двигатели), в металлургической промышленности (крановометаллургические двигатели). 5. По величине мощности машины делят на три группы [1]: электрические машины большой мощности; электрические машины средней мощности; электрические машины малой мощности. 5.1. Группа электрических машин большой мощности: асинхронные двигатели мощностью более 400кВт напряжением на зажимах статора свыше 1000 В; синхронные генераторы мощностью более 100 кВт; синхронные двигатели мощностью более 200 кВт; коллекторные машины мощностью более 200 кВт; электромашинные преобразователи мощностью свыше 100 кВт. 5.2. Группа машин средней мощности: асинхронные двигатели мощностью 1...200 кВт; асинхронные машины мощностью 1...400 кВт напряжением до 1000 В, в том числе двигатели единых серий, мощностью от 0,25 кВт; 5.3. Cинхронные генераторы мощностью до 100 кВт; в том числе высокоскоростные мощностью до 200 кВт; коллекторные машины мощностью 1...200 кВт; преобразователи и агрегаты мощностью до 100 кВт. 5.4. Группу машин малой мощности составляют машины, не входящие в первые две группы: асинхронные двигатели; синхронные двигатели; двигатели постоянного тока коллекторные и универсальные; двигатели постоянного тока бесколлекторные; шаговые двигатели; тахогенераторы постоянного и переменного тока; сельсины; вращающиеся трансформаторы; фазовращатели; электровентиляторы; электромагнитные муфты. Мощность электрических машин этой группы — не более 0,25 кВт (ранее этот предел составлял 0,6 кВт). 6. По частоте вращения различают быстроходные машины (3000 и более об/мин) и тихоходные (менее 3000 об/мин). Синхронные генераторы по признаку быстроходности и по виду первичного двигателя делят на две группы: турбогенераторы — быстроходные электрические машины; гидрогенераторы — тихоходные электрические машины. Компенсаторы синхронные занимают особое положение, поскольку они не являются электромеханическим преобразователями в точном смысле слова. Это синхронные машины, подключенные, к сети обычно высокого напряжения, вращающиеся вхолостую и предназначенные для регулирования в сети реактивной мощности.
Популярное: Генезис конфликтологии как науки в древней Греции: Для уяснения предыстории конфликтологии существенное значение имеет обращение к античной... Почему человек чувствует себя несчастным?: Для начала определим, что такое несчастье. Несчастьем мы будем считать психологическое состояние... Почему стероиды повышают давление?: Основных причин три... ©2015-2024 megaobuchalka.ru Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. (771)
|
Почему 1285321 студент выбрали МегаОбучалку... Система поиска информации Мобильная версия сайта Удобная навигация Нет шокирующей рекламы |