В.М.Безрученко Електричні машини

(конспект лекцій для студентів III-курсу)

Дніпропетровськ 2006р.

Історія розвитку і роль електричних машин в електрифікації народного господарства.

Без використання електричної енергії неможливо уявити собі ні одну галузь народного господарства. Тому, що цей. вид енергії, як ні один інший, легко виробляти, транспортувати, передавати на значні відстані та перетворювати в інші види енергії.

Величезну роль у справі побудови комуністичного суспільства віддав електричній енергії В.І.Ленін, що висунув геніальну формулу: "Комунізм - це Радянська влада плюс електрифікація всієї країни".

В здійсненні ленінських ідей про електрифікацію народного господарства значне місце належить електричним машинам як перетворювачам електричної і механічної. енергії. Електричні машини використовують в металургії і медицині, в космосі і сільському господарстві, на морському флоті і залізничному транспорті. Вивчення електричних машин входить в програму підготовки практично кожного спеціаліста народного господарства.

Початок історії розвитку електричних машин, а з нею і початок використання їх на транспорті відноситься до 1834 р, коли російським академіком Б. С. Якобі. був створений перший у світі електродвигун постійного струму з якорем, котрий обертається. Двигун .живився від гальванічних елементів. Двигун Б. С. Якобі був встановлений на катері, який з 16 пасажирами на борту міг пересуватися по Неві не тільки за течією, але й проти неї. В основу роботи електричного двигуна Б. С. Якобі поклав закон електромагнітної індукції, відкритий у 1831 році англійським фізиком М.Фарадеєм.

Перший час як російські, так і іноземні вчені та інженери працювали над вдосконаленням машин постійного струму, які до кінця 80-х років .минулого століття прийняли сучасний вигляд.

У 1883-1889 рр. російський інженер М. О. Доліво-Добровольський розробив систему трифазного струму, винайшов трифазний генератор і асинхронний двигун трифазного струму, а також здійснив передачу енергії трифазного струму на відстань. Праці М. О. Доліво-Добровольського і сербського фізика Н. Тесла стали поштовхом до розвитку електричних машин змінного струму.

Електроенергія, котру споживають електродвигуни на електростанціях, виробляється за допомогою електричних машин великої потужності - генераторів. Для передачі її на відстань служать статичні електромагнітні апарати - трансформатори, які перетворюють електричну енергію змінного струму однієї напруги в таку саму енергію іншої напруги. Трансформатори створили в1876-1882-рр. російські винахідники П.Н.Яблочков та І. Ф. Усагін. У 1890-1891 рр. М.О.Доліво-Добровольсмшй запропонував конструкцію трифазного трансформатора, яка принципово збереглася до наших днів.

Трансформатори не мають рухомих частин і не є машинами, але їх вивчають разом з електричними машинами тому, що в основу теорії трансформаторів та електричних машин закладені одні й ті ж. самі закони, а в їх конструкціях і застосовуються одні, й ті ж самі матеріали.

Перші досліди по застосуванню електричних машин на залізничному транспорті були проведені у 1876 році російським інженером Ф.А.Піроцьким, котрий використав рейки для передачі електричної енергії і тим: самим здійснив контактне живлення електричного рухомого складу.

У 1903 році російськими інженерами І. Н. Кузнєцовим та В. І. Одинцовим були розроблені проекти перших тепловозів з електричною передачею. Але в умовах загальної економічної і технічної відсталості царської Росії зусилля вчених довести потрібність та ефективність нового виду тяги, добитися створення і застосування нових типів локомотивів виявились безрезультатними.

Початок, бурхливому розвитку електроенергетики і електромашинобудування у нашій країні поклав розроблений Леніним у 1920 р. план ТОКРЛО" (Державної електрифікації Росії), цей план, названий автором: "другою програмою партії", передбачав будівництво протягом 10-15 років електростанцій загальною потужністю 1700 тис, кВт. Цей план був виконаний достроково до січня 1931 року.

Роки	1950	1965	1970	1975	1980	1985	1990 (план)
Виробництво електричної енергії млрд. кВт/год.	91	507	740,4	1038	1295	1545	1860

Електромашинобудування розвивається у тісному зв'язку з електроенергетикою, динаміка росту якої характеризується даними з табл. В.1.

'

XVVIIз'їзд КГХРС поставив задачу довести виробництво електричної енергії у 1990 році до 1840-млрд. кВт/год. Відповідаю грандіозні задачі були поставлені перед радянськими електроманшно – і транспортоформуванням: вітчизняні заводи повинні випускати генератори потужністю 1200-1500 МВА. Потрібно налагодити виробництво електричних машин та іншого обладнанні з використанням напівпровідності на основі кріогенної техніки, ввести в дію електростанції з магнітогідродинамічними генераторами. Поставлена задача збільшити випуск турбогенераторів єдиної уніфікованої серії потужністю до 800 тис. кВт, турбогенераторів потужністю до 1 мли. кВт для: атомних електростанцій, а також нової серії електродвигунів змінного струму, потужністю до 400 кВт.

Значний внесок в розвиток, теорії електромагнітних явищ, що проходять в електричних машинах внесли радянські вчені Б.А.Введенський, В.К.Аркдьєв,Н.С.Акулов,В.Ф.Миткевич, К.А.Круг та ін.. Теорії проектування сучасних електричних машин присвячені праці К.І.Шенфера, М.П.Костенко, А.Є.Алєксєєва, В.А.Толвинського, Л.М.Піотровського та ін..

Різноманітні типи електричних машин, які називають тяговими, застосовують на магістральних і промислових електровозах та тепловозах.

Успішне вирішення задач, поставлених XXVII з'їздом: КПРС, у значній мірі залежить від рівня підготовки працівників, пов'язаних з експлуатацією тепловозів та електровозів промислового залізничного транспорту, Перш за все спеціалістів середньої кваліфікації - техніків, котрі досконало володіють своєю спеціальністю.