Асинхронные двигатели

ГЛАВА   VIII АСИНХРОННЫЕ ДВИГАТЕЛИ

§ 88. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

Электрические машины широко применяют на электрических станциях, в промышленности, на транспорте, в авиации, в системах автоматического регулирования и управления, в быту.

Электрические машины преобразуют механическую энергию в электрическую и, наоборот, электрическую энергию в механиче­скую. Машина, преобразующая механическую энергию в электри­ческую, называется генератором. Преобразование электрической энергии в механическую осуществляется двигателями.

Любая электрическая машина может быть использована как в качестве генератора, так и в качестве двигателя. Это свойство электрической  машины  изменять направление  преобразуемой  ею

ею энергии называется обратимостью маши­ны. Электрическая машина может быть также использована для преобразования электрической энергии одного рода тока (частоты, числа фаз переменного тока, напряжения постоянного тока) в энергию другого рода тока. Такие электрические машины называются преобразователями. В зависимости от рода тока электро­установки, в которой должна работать электрическая машина, они делятся на машины постоянного и машины переменного тока. Машины переменного тока могут быть как однофазными, так и многофазными. Наиболее широкое применение нашли трех­фазные синхронные и асинхронные машины.

Находят также применение коллекторные машины переменного тока, которые допускают экономичное регулирование скорости вращения в широких пределах.

Принцип действия электрических машин основан на использо­вании законов электромагнитной индукции и электромагнитных сил. Если в магнитном поле полюсов постоянных магнитов или электромагнитов (рис. 107) поместить проводник и под действием какой-либо силы F₁ перемещать его,  то в  нем  возникает  з. д. с.; равная:

 [10]

где В — магнитная индукция в месте, где   находится   проводник,

l — активная длина проводника  (та его часть, которая нахо­дится в магнитном поле),

v— скорость перемещения проводника в магнитном поле.

Направление э.д. с. (на рисунке от зрителя за плоскость чер­тежа), индуктируемой в проводнике, определяется согласно пра­вилу правой руки.

Если этот проводник замкнуть на какой-либо приемник энер­гии, то в замкнутой цепи под действием э. д. с. будет протекать ток, совпадающий по направлению с э.д. с. в проводнике. В результате взаимодействия тока I в проводнике с магнитным полем полюсов создается электромагнитная сила F_Ээ, направление которой опре­деляется по правилу левой руки; эта сила будет направлена на­встречу силе, перемещающей проводник в магнитном поле. При равенстве сил F₁=Fэ проводник будет перемещаться с постоян­ной скоростью. Следовательно, в такой простейшей электрической машине механическая энергия, затрачиваемая на перемещение проводника, преобразуется в энергию электрическую, отдаваемую сопротивлению внешнего приемника энергии, т. е. машина рабо­тает генератором. Та же простейшая электрическая машина может работать двигателем. Если от постороннего источника электриче­ской энергии через проводник пропустить ток, то в результате взаимодействия тока в проводнике с магнитным полем полюсов создается электромагнитная сила Р_э, под действием которой про­водник начнет перемещаться в магнитном поле, преодолевая силу торможения какого-либо механического приемника энергии. Таким образом, рассмотренная машина так же, как и любая электриче­ская машина, обратима, т. е. может работать как генератором, так  и двигателем.

Для увеличения э. д. с. и электромеханических сил электриче­ские машины снабжаются обмотками, состоящими из большого числа проводов, которые соединяются между собой так, чтобы з. д. с. в них имели одинаковое направление и складывались.

Э. д. с. в проводнике будет индуктирована также и в том слу­чае, когда проводник неподвижен, а перемещается магнитное поле полюсов.