ЭЛЕКТРОМЕХАНИЧЕСКОЕ ПРЕОБРАЗОВАНИЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ В МЕХАНИЧЕСКУЮ

Все электрические машины представляют собой электромеханический преобразователь для преобразования электрической энергии в механическую и обратно (кроме двигателя постоянного тока последовательного возбуждения в обычной схеме включения), хотя и могут конструктивно отличаться друг от друга. Все дело в том, что они подчиняются одним законам электромеханического преобразования энергии.

Сформулируем эти три закона.

  • 1. Электромеханическое преобразование энергии не может осуществляться с КПД, равным 100 %.
  • 2. Все электромеханические преобразователи (ЭМП) обратимы, то есть могут работать как в двигательном, так и в генераторном режимах (кроме двигателя постоянного тока последовательного возбуждения в обычной схеме включения).

Одно из следствий первого и второго законов — это определение ЭМП как концентраторов энергии. В индуктивных электрических машинах электромагнитная энергия концентрируется в воздушном зазоре между статором и ротором. Например, в асинхронных двигателях удельная мощность воздушного зазора составляет примерно 0,5 Вт/мм3.

3. Электромеханическое преобразование энергии осуществляется полями, неподвижными друг относительно друга.

Третий закон облегчает анализ процессов преобразования в ЭМП, на его основе производится запись уравнений электромеханического преобразования энергии.

Используя общие законы электромеханического преобразования энергии, можно математически описать происходящие физические процессы с общих позиций электромеханики, например, рассматривая электромеханический преобразователь энергии (ЭМПЭ) в качестве электромеханического многополюсника, на вход которого поступают управляющие воздействия в виде напряжений U, Ui,...,Un по числу обмоток, а на выходе получают электромагнитный момент М, вращающий ротор со скоростью со (рис. 2.1).

Представление электродвигателя в виде электромеханического преобразователя удобно тем, что можно увязать в единое целое параметры механической части через М и со и электрическую сис-

Рнс. 2.1. Электромеханический преобразователь энергии тему управления через напряжения Uit I72,..., U„, изучая их совместное влияние на работу электропривода.

Из теории электрических машин известно, что:

  • 1) для непрерывного преобразования энергии необходимо, чтобы при со ф 0 по всем или части обмоток машины протекали переменные токи, которые могут быть получены от источников переменного тока, а для двигателей постоянного тока (ДПТ) — за счет коллектора или вентильного коммутатора;
  • 2) электромеханическая связь в электродвигателе проявляется в наличии результирующей электродвижущей силы (ЭДС), наведенной в обмотках машины из-за вращения ротора;
  • 3) процесс преобразования энергии в электрической машине математически описывают совокупностью уравнений электрического равновесия обмоток машины и уравнением электромагнитного момента.
 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   ОРИГИНАЛ     След >