«Основы электромеханики» Честюнина Татьяна Викторовна II-113/6

«Основы электромеханики»
Честюнина Татьяна Викторовна
II-113/6
Литература
1. Токарев Б.Ф. Электрические машины.
2. Беспалов В.Я., Котеленец Н.Ф. Электрические машины.
3. Вольдек А.И Электрические машины.
4. Вольдек А.И., Попов В.В. Электрические машины.
5. Кацман М.М. Электрические машины и трансформаторы.
6. Савилова Э. Е., Тюков В. А., Темлякова З. С., Гераскина Н. М.
Электрические машины : сборник задач
ВВЕДЕНИЕ
классификация электрических машин;
способы образования магнитного поля;
основные законы, применяемые в
теории электрических машин;
материалы применяемые в
электромашиностроении.

КЛАССИФИКАЦИЯ
ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ МАШИН

Дисциплина “Основы электромеханики”

Электрическая машина это электромеханическое
изучает основные законы электромеханического
преобразования энергии, а также конструкции и принцип
действия осуществляющих такое преобразование энергии
устройств, называемых электрическими машинами.
или электромагнитное устройство, предназначенное для
преобразования энергии: механической в электрическую,
электрической в механическую, а также электрической
энергии в электрическую с другими параметрами или
свойствами.
КЛАССИФИКАЦИЯ
ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ МАШИН
По функциональному назначению :




Электрические генераторы;
Электрические двигатели;
Вращающиеся преобразователи;
Трансформаторы.
По роду тока :


Машины постоянного тока;
Машины переменного тока;
 синхронные
 асинхронные
Способы образования магнитного
поля в электрических машинах
б)
a)
S
1
А
4
2
3
2
İ
N
в)
А
А
N
S
S
2
φМа
φМb
İ
2
3
φМа
Способы образования и изображения магнитного поля:
φМb
F = wİ
1 – постоянный магнит; 2 – линии магнитного поля (индукционные или магнитные
силовые), 3 – проводник с током; 4 – катушка с током
Способы образования магнитного
поля в электрических машинах

Магнитный поток
   B dS
S


Магнитодвижущая сила
Абсолютная магнитная
проницаемость
В - магнитная индукция, Тл,
Н – напряженность магнитного поля, А/м
μ0 – магнитная проницаемость вакуума
μ – относительная магнитная проницаемость
F  wI
B
a 
H
 a   0
Основные законы, применяемые в
теории электрических машин

Закон Ома для
 Закон Ома для
электрической цепи магнитной цепи
I
a)
φa
φb
b)
I
Z
E
I
c)
Z U
Ток в электрической цепи
I  (a  b ) Z  U Z  E Z
ПМ
I
Z
I
lСР
Образование магнитного поля
в магнитопроводе

F
wI

RМ RМ
RМ 
lСР
 Мa П М
Основные законы, применяемые в
теории электрических машин

Закон электромагнитной
индукции (закон Максвелла)
При изменении сцепленного с контуром
магнитного потока в контуре
индуктируется ЭДС.
dS
а
b
e
B
Виток
(контур)
магнитном поле
i
в
d
dt
e   wК
d
dt

Закон Фарадея
При пересечении проводником магнитных
линий в проводнике индуктируется ЭДС
l
B
e
v
e
B
v
Движение проводника в
магнитном поле
e Blv
Направление ЭДС определяется
правилом правой руки
Основные законы, применяемые в
теории электрических машин

f ЭМ
Закон Ампера

Закон полного тока
На проводник с током в однородном Интеграл по произвольному замкнутому контуру L
от произведения напряжённости магнитного поля на
магнитном поле действует
элемент длины контура равен сумме токов,
электромагнитная сила
находящихся внутри контура интегрирования.
B
i
l
i1
f ЭМ  Bli
B
in
i2
 Hdl  i  i1  i2 ... in
i3
n
H
i
f ЭМ
L
Проводник с током в
магнитном поле
Направление силы определяется
правилом левой руки

dl
Закон Ленца
: Индуктируемая в контуре изменяющимся
магнитным потоком Ф ЭДС всегда вызывает ток i,
направленный так, чтобы воспрепятствовать
изменению магнитного потока Ф; или короче:
Индуктированный в контуре ток i всегда
препятствует изменению магнитного потока Ф,
индуктирующего этот ток.
Материалы применяемые в
электромашиностроении

Конструктивные (конструкционные): станины, подшипниковые щиты,
подшипники, валы, вентиляторы, контактные и другие устройства.





сталь
чугун
цветные металлы и их сплавы
пластмассы.
Активные:

Электропроводящие: обмотки



медь (ρ20°Cu = 0,0172·10 – 6 Ом·м)
алюминий (ρ20°Al = 0,0282·10 – 6 Ом·м)
Магнитные: магнитопровод (электротехнические стали)
r ρ
l
S
pЭ  rI 
μаМ = (10–10 4)хμ0 , магнитное поле в магнитном материале может быть создано небольшим
током в 10–10000 раз меньшим, чем в немагнитной среде
Материалы применяемые в
электромашиностроении

B
μМ
B = f (H)
c/
d
a
b
c
b
/
a
/
Классы нагревостойкости электроизоляционных материалов
μМ
/
H
d
d
c
a
//
Электроизоляционные: изоляция обмоток и их
частей от магнитопроводов и конструктивных
частей машины
b
//
//
//
Основная
кривая
намагничивания B = f (H) и
петли гистерезиса (a, b, c, d)
циклов перемагничивания
Класс
нагревостойкос
ти
Температура Тm, ° С
Y
A
E
B
F
H
C
90
105
120
130
155
180
более 180
Конструктивная схема вращающейся
электрической машины
1
2
3
1
4
2
3
5
7
6
8
6
7
Рис. В-1 1 – станина; 2 – магнитопровод (сердечник) статора; 3 – катушка обмотки статора; 4 –
подшипниковые (торцевые) щиты; 5 – подшипник; 6 – катушки обмотки ротора; 7 –
магнитопровод (сердечник) ротора; 8 – вал