2. Электромеханическое преобразование энергии.
Как известно, машина постоянного тока обратима, то есть может работать в двигательном режиме, преобразуя электрическую энергию в механическую, и в генераторном режиме, преобразуя механическую энергию, запасенную в производственном механизме, в электрическую энергию. При этом переход из одного режима в другой происходит автоматически без изменения схемы управления. Энергетический режим работы двигателя определяется взаимным направлением двух переменных: ЭДС якоря Eа и тока якоря Iа — эти переменные называются электрическими переменными, и механических переменных: момента M и скорости ω.
При одинаковых направлениях скорости и момента и разных направлениях ЭДС и тока имеет место двигательный режим работы. При противоположных направлениях скорости и момента имеет место генераторный режим работы, который является тормозным для электродвигателя. Он обеспечивает интенсивное принудительное снижение скорости двигателя.
Рассмотрим режимы работы двигателя с независимым возбуждением при положительном напряжении на обмотке якоря, то есть при работе на характеристике 1.
Рисунок а: точка 1 холостого хода. Скорость вращения двигателя равна ω0, M=0, Iа=0.
Eа = CMФδω0
Электродвигатель не потребляет из сети электрическую энергию, так как ток якоря равен нулю.
Рисунок б: отрезок I между точками 1 и 2. Это двигательный режим работы. Скорость и момент совпадают по направлению, а напряжение, потребляемое из сети, больше ЭДС Eа.
Iа = (U – Eа) / Rа
Ток Iа совпадает по направлению с напряжением, но не совпадает с направлением ЭДС. В этом режиме электродвигатель преобразует поступающую из сети электрическую энергию в механическую.
Рисунок в: это участок II характеристики. На этом участке ω > ω0, поэтому ЭДС Eа > U. Это генераторный режим работы, в котором ток и момент меняют направление. В этом режиме ток и ЭДС направлены согласно, а момент и скорость – в противоположные стороны. Этот режим называется «генераторный режим параллельно с сетью», и в этом режиме двигатель отдает в сеть запасенную в производственном механизме механическую энергию, преобразованную в электрическую.
Конструкция и принцип действия однофазного трансформатора.
Конструкция магнитопровода. Магнитопровод является конструктивной основой трансформатора. Он служит для проведения основного магнитного потока. Для уменьшения магнитного сопротивления по пути этого потока и, следовательно, уменьшения намагничивающего тока магнитопровод выполняется из специальной электротехнической стали. Так как магнитный поток в трансформаторе изменяется во времени, то для уменьшения потерь от вихревых токов в магнитопроводе он собирается из отдельных электрически изолированных друг от друга листов стали. Толщина листов выбирается тем меньше, чем выше частота питающего напряжения. При частоте 50 Гц толщина листов стали принимается равной 0,35 - 0,5 мм. Изоляция листов осуществляется чаще всего лаковой пленкой, которая наносится с двух сторон каждого листа.
В магнитопроводе различают стержни и ярма. Стержень - это та часть магнитопровода, на которой располагаются обмотки, а ярмо - часть, не несущая обмоток и служащая для замыкания магнитной цепи (рис. 1).
В зависимости от взаимного расположения стержней, ярм и обмоток магнитопроводы делятся на стержневые и броневые. В стержневых магнитопроводах ярма прилегают к торцевым поверхностям обмоток, не охватывая их боковых поверхностей.В броневых магнитопроводах ярма охватывают не только торцевые, но и боковые поверхности обмоток, как бы закрывая их броней.
Магнитопроводы однофазных трансформаторов показаны на рис. 2 и 3. В броневоммагнитопроводе (рис. 2) имеются один стержень и два ярма, охватывающие обмотки.
