Машины постоянного тока, трансформаторы и машины переменного тока
Машины постоянного тока. Электрические машины, с помощью которых механическая энергия преобразуется в электрическую, называются генераторами.
Если генератор служит для создания постоянного тока во внешней цепи, подключаемой к нему, то он называется генератором постоянного тока. Основными частями генератора постоянного тока являются индуктор машины (станина машины с электромагнитами), якорь и коллектор. Индуктор является неподвижной частью генератора, а якорь — его вращающейся частью. Коллектор находится на одном валу с якорем и вращается вместе с ним. При вращении якоря в его обмотке возникает электродвижущая сила.
Коллектор преобразовывает токи разного направления, возникающие в обмотке якоря, в постоянный ток во внешней цепи. Во внешнюю цепь ток отдается через щетку, которая скользит по пластинам коллектора. Через другую щетку ток возвращается в обмотку якоря.
В машинах постоянного тока питание обмоток электромагнитов индуктора (обмоток возбуждения) осуществляется двумя способами: последовательным возбуждением и параллельным возбуждением.
В машинах с последовательным возбуждением обутка индуктора включается последовательно с обмоткой якоря. Машины с последовательным возбуждением называются также свРиесными машинами.
Электрические машины постоянного тока являются обратимыми машинами: они могут работать и как генератор, и как двигатель — без изменения конструкции. Двигатели постоянного тока 1 снабжаются пусковыми реостатами, назначение которых — снижение пускового тока до безопасной величины.
Двигатели с последовательным возбуждением (с сериесной ] характеристикой) обладают большим пусковым моментом, что позволяет применять их там, где необходимо в момент пуска пре-‘ одолеть значительное сопротивление приводимых в движение устройств.
Двигатель с параллельным возбуждением (с шунто — вой характеристикой) отличается постоянством числа оборотов как при полной нагрузке, так и при работе вхолостую (разница, составляет всего 4 %).
Коэффициентом полезного действия (КПД) двигателя называется отношение полезной механической мощности, получаемой на его валу к затраченной электрической мощности.
Для машин постоянного тока КПД составляет около 0,8.
Трансформаторы. Для повышения или понижения напряжения в цепи переменного тока применяют трансформатор, который представляет собой электромагнитное устройство. Его действие основано на явлении электромагнитной индукции.
Простейший трансформатор состоит из стального сердечника и двух обмоток, которые помещены на этом сердечнике. Обмотки выполняются из изолированного медного провода. Обмотка трансформатора, которая соединяется с зажимами источника тока, называется первичной. В другую обмотку включается потребитель электрической энергии. Эта обмотка называется вторичной.
Машины переменного тока. Генераторы переменного тока отличаются от генераторов постоянного тока тем, что у них отсутствует коллектор.
Неподвижная часть генератора, в которой находится обмотка переменного тока, отводимого во внешнюю цепь, называется статором. Вращающаяся часть генератора переменного тока (электромагниты) называется ротором.
Обмотка возбуждения генератора переменного тока находится в роторе.
Генераторы переменного тока с неподвижными полюсами и вращающимся якорем применяются главным образом для устано- вок малой мощности.
В трехфазных генераторах переменного тока обмотки образуют три самостоятельные цепи, сдвинутые одна по отношению к другой по фазе на 120°.
Асинхронные двигатели называются так потому, что в процессе их работы скорость вращения ротора несколько отстает от вращения магнитного поля статора.