32 Вопрос. Назначение и классификация электрических машин

Электрические машины специализированы для преобразования энергии. Электрические генераторы служат для преобразования механической энергии в электрическую. В свою очередь с помощью электрических двигателей механическую энергию преобразуют в электрическую. Электромашинными преобразователями называют машины, использующиеся в преобразовании рода тока (постоянного в переменный или же наоборот), и также частоты или числа фаз переменного тока. Устройство и принцип работы разнообразных электрических машин созданы в применении определённого ряда физических явлений, непосредственно из которых особенно важные – электромагнитная индукция и взаимодействие магнитных полей. Такие явления постигают в физике.  Можно представить такой опыт: соединенный с наиболее чувствительным измерительным прибором (гальванометром) провод, перемещают между полюсами подковообразного магнита, с этим указательная стрелка гальванометра отклоняется. Такой опыт доказывает о том, что при движении проводника в магнитном поле образуется электродвижущая сила, то есть ЭДС электромагнитной индукции или же просто ЭДС индукции. А пользуясь правилом правой руки, определяют направление этой ЭДС: ладонь правой руки располагают так, чтобы в неё входили линии магнитной индукции, большой палец, отогнутый под прямым углом, совпадал с движением проводника с его направлением, тогда ЭДС индукции указывают вытянутые четыре пальца руки. ЭДС индукции также возникает и при случае, если проводник неподвижен, но имеет расположение в переменном магнитном поле. Явление электромагнитной индукции, таким образом, заключается в следующем: в проводящем контуре, находящемся в переменном магнитном поле, образуется электродвижущая сила индукции. Рассмотрим ещё один опыт: по проводнику пускают электрический ток, который установлен между полюсами подковообразного магнита – проводник передвигается перпендикулярно линиям магнитной индукции. Из опыта мы получим вывод: на проводник, находящийся в магнитном поле, и по которому пропущен ток, воздействует сила, направление которой определяют, воспользовавшись правилом левой руки. То есть ладонь левой руки располагают так, чтобы в неё входили линии магнитной индукции, с направлением тока в проводнике совпадали четыре вытянутых пальца, тогда большой палец, отогнутый под прямым углом, указывает направление силы, воздействующей на проводник.  Если же в опыте постоянный подковообразный магнит заменить электромагнитом, то сила будет действовать на проводник с током. Проводнику также можно придать форму рамки; если по рамке пропустить ток и поместить её в магнитное поле, то она повернется вокруг своей оси. Поворот рамки определен тем, что на её стороны в противоположных направлениях воздействуют силы, а как известно из физики, такие силы создают вращающий момент. Такое явление заложено в основу устройства и работы электрических двигателей, а также ряда электрических аппаратов, приборов. В любом из рассмотренных нами выше случаев и аналогичных им, то есть, при прохождении тока по двум параллельным проводам, появление силы можно объяснить взаимодействием магнитных полей:  магнитного поля, создаваемого током, идущим по проводнику и магнитного поля постоянного подковообразного магнита; магнитного поля, создаваемого проходящим по рамке током и магнитного поля постоянного подковообразного магнита или же электромагнита; магнитных полей, создаваемых токами, проходящими по каждому из параллельно расположенных проводов.  Машины постоянного и переменного тока различают по роду тока. Кроме этого, электрические машины переменного тока делятся на две группы – это синхронные и асинхронные машины.