Reversibilitet av elektriske maskiner
Grunnleggende bestemmelser om prinsippet om reversibilitet av elektriske maskiner
Ifølge Bio-Savards lov virker kraften F = Bli, (VA) på en leder som beveger seg i et magnetfelt med en strøm I, hvilken retning bestemmes av venstrehåndsregelen. Derfor, hvis du tar med børstene til en AC-maskin vekselstrøm, da vil det oppstå en kraft som vil føre til at ledningene ab og cd beveger seg i et magnetfelt, og spolen ab° Сd vil begynne å rotere (fig. 1).
Det er bare nødvendig at frekvensen er strømmen tilsvarer rotasjonsfrekvensen under oppstartsperioden note f = pn... Et lignende fenomen vil oppstå hvis det tilføres likestrøm til børstene til en DC-maskin. Samler i dette tilfellet vil den spille rollen som en inverter, som konverterer den tilførte likestrømmen til vekselstrøm inne i ankeret (se fig. 2).
Slik får vi en elektrisk motor, som i motsetning til en generator omdanner elektrisk energi til mekanisk energi.
I henhold til Lenzs lov har den induserte strømmen alltid en retning der den fremkommende elektromagnetiske kraften har en tendens til å hindre endringen (bevegelsen) som strømmen induseres på grunn av.
Ris. 1.Den enkleste dynamoen
Ris. 2. Den enkleste DC-generatoren
Ris. 3. Generatoren gir en vekslende emf hvis endene av rammen kobles til ringene. Hvis de er koblet til halvringer (kollektorplater), vil strømmen i kretsen være pulserende.
Basert på lovene nevnt ovenfor og prinsippet om drift av de enkleste elektriske maskinene, kan vi formulere følgende grunnleggende bestemmelser for energikonvertering:
1) direkte gjensidig transformasjon av mekanisk og elektrisk energi i induktive elektriske maskiner er bare mulig når sistnevnte er vekselstrømsenergi,
2) slik energikonvertering krever en elektrisk krets med en skiftende induktans (i vårt tilfelle er det en sløyfe som roterer i et magnetfelt),
3) for å konvertere vekselstrøm til likestrøm, må det være en skiftende elektrisk motstand i den elektriske kretsen (dens rolle i elektriske maskiner spilles av børste-samlerkontakten, hvis motstand endres fra uendelig når børsten ikke berører samleplate, til en viss minimumsverdi når børsten overlapper platen fullstendig),
4) hver elektrisk maskin er energetisk reversibel, det vil si at den i prinsippet kan fungere likt både som generator og som motor,
5) siden for manifestasjon loven om elektromagnetisk induksjon alt som trengs er den relative bevegelsen til ledningen og magnetfeltet, da er enhver elektrisk maskin kinematisk reversibel, det vil si at den kan dreie enten en armatur eller en induktor.
Er det praktisk mulig å bruke en motor i stedet for en generator?
I henhold til loven til E. X.Lenz, den induserte strømmen i en lukket elektrisk krets har alltid en retning der den fremkommende elektromagnetiske kraften har en tendens til å forhindre den endringen (bevegelsen) som skyldes at den elektriske strømmen induseres. På dette grunnlaget er enhver elektrisk induksjonsmaskin "energireversibel", det vil si at den i prinsippet kan fungere både som generator og som motor.
Men hvis du trenger å vite hvilken driftsmodus den elektriske maskinen er beregnet på - for en generator eller en motor. Dette skyldes at det i praksis stilles visse krav til generatoren og motoren, som ikke alltid er kompatible , og derfor kan det vise seg at en elektrisk maskin konstruert som generator ikke vil kunne fungere tilfredsstillende som motor og omvendt.
Derfor må hver maskin ha en indikasjon på "platen" for hvilken driftsmåte den er beregnet på av fabrikken som produserte den. Det skal også bemerkes at en rekke typer elektriske maskiner har oppstått og brukes kun som generator eller kun som motor.
Kinematisk reversibilitet av en elektrisk maskin
Fra synspunktet om implementering av energikonvertering i en elektrisk maskin, er bare den relative bevegelsen til de to hovedorganene viktig, etterfulgt av den kinematiske reversibiliteten til den elektriske maskinen.
Dette betyr at hvis rotoren på en elektrisk maskin er låst og statoren tillates å snu, vil den begynne å snu, mens den vil snu, med uendrede elektriske koblinger, i motsatt retning av den der rotoren har snudd i stator roterer (dette følger av mekanikkens lover).
For at statoren skal rotere, må den selvsagt være utstyrt med passende lagre og i tillegg elektriske glidekontakter for å opprettholde tilførselen av elektrisk energi til statoren, hvis noen, før konverteringen. Åpenbart, med den kinematiske sirkulasjonen til den elektriske maskinen med indre rotor, får vi en elektrisk maskin med ytre rotor og omvendt.