Reversibilitet av elektriska maskiner
Grundläggande bestämmelser i principen om reversibilitet för elektriska maskiner
Enligt Bio-Savards lag verkar kraften F = Bli, (VA) på en ledare som rör sig i ett magnetfält med en ström I, vilken riktning bestäms av vänsterregeln. Därför, om du tar med borstarna till en AC-maskin växelström, då uppstår en kraft som gör att trådarna ab och cd rör sig i ett magnetfält, och spolen ab° Сd kommer att börja rotera (fig. 1).
Det är bara nödvändigt att frekvensen är den ström som motsvarar rotationsfrekvensen under startperioden not f = pn... Ett liknande fenomen kommer att inträffa om en likström appliceras på borstarna på en DC-maskin. Samlare i detta fall kommer den att spela rollen som en växelriktare som omvandlar den tillförda likströmmen till växelström inuti ankaret (se fig. 2).
Det är så vi får en elmotor, som till skillnad från en generator omvandlar elektrisk energi till mekanisk energi.
Enligt Lenz lag har den inducerade strömmen alltid en riktning i vilken den framträdande elektromagnetiska kraften tenderar att hindra förändringen (rörelsen) på grund av vilken strömmen induceras.
Ris. 1.Den enklaste generatorn
Ris. 2. Den enklaste DC-generatorn
Ris. 3. Generatorn ger en alternerande emk om ändarna på ramen är kopplade till ringarna. Om de är anslutna till halvringar (kollektorplattor) kommer strömmen i kretsen att pulsera.
Baserat på de lagar som nämns ovan och principen för driften av de enklaste elektriska maskinerna, kan vi formulera följande grundläggande bestämmelser för energiomvandling:
1) direkt ömsesidig omvandling av mekanisk och elektrisk energi i induktiva elektriska maskiner är endast möjlig när den senare är växelströmsenergi,
2) sådan energiomvandling kräver en elektrisk krets med en föränderlig induktans (i vårt fall är det en slinga som roterar i ett magnetfält),
3) för att omvandla växelström till likström måste det finnas ett växlande elektriskt motstånd i den elektriska kretsen (dess roll i elektriska maskiner spelas av borst-kollektorkontakten, vars resistans ändras från oändligheten när borsten inte rör vid uppsamlarplatta, till ett visst minimivärde när borsten helt överlappar plattan),
4) varje elektrisk maskin är energetiskt reversibel, det vill säga, i princip kan den fungera lika både som generator och som motor,
5) sedan för manifestation lagen om elektromagnetisk induktion allt som behövs är den relativa rörelsen av tråden och magnetfältet, då är vilken elektrisk maskin som helst kinematiskt reversibel, det vill säga den kan vrida antingen ett ankare eller en induktor.
Är det praktiskt möjligt att använda en motor istället för en generator?
Enligt lagen i E. X.Lenz, den inducerade strömmen i en sluten elektrisk krets har alltid en riktning i vilken den framträdande elektromagnetiska kraften tenderar att förhindra den förändringen (rörelsen) på grund av vilken den elektriska strömmen induceras. På grundval av detta är vilken elektrisk induktionsmaskin som helst "energireversibel", det vill säga i princip kan den fungera både som generator och som motor.
Men om du behöver veta för vilket driftsätt den elektriska maskinen är avsedd - för en generator eller en motor.Detta beror på att det i praktiken ställs vissa krav på generatorn och motorn, som inte alltid är kompatibla , och därför kan det visa sig att en elektrisk maskin utformad som en generator inte kommer att kunna fungera tillfredsställande som motor och vice versa.
Därför måste varje maskin ha en indikation på "skylten" för vilket driftsätt den är avsedd av fabriken som tillverkade den. Det bör också noteras att ett antal typer av elektriska maskiner har uppstått och endast används som generator eller endast som motor.
Kinematisk reversibilitet för en elektrisk maskin
Med tanke på implementeringen av energiomvandling i en elektrisk maskin är endast den relativa rörelsen av dess två huvudorgan viktig, följt av den elektriska maskinens kinematiska reversibilitet.
Detta innebär att om rotorn på en elektrisk maskin är låst och statorn tillåts rotera, kommer den att börja svänga, medan den kommer att rotera, med oförändrade elektriska anslutningar, i motsatt riktning mot den som rotorn har vridit i. statorn roterar (detta följer av mekanikens lagar).
Uppenbarligen, för att statorn ska rotera, måste den förses med lämpliga lager och dessutom elektriska glidkontakter för att upprätthålla tillförseln av elektrisk energi till statorn, om någon, före omvandlingen. Uppenbarligen, med den kinematiska cirkulationen av den elektriska maskinen med inre rotor, får vi en elektrisk maskin med yttre rotor och vice versa.