Reversibilität elektrischer Maschinen

Grundbestimmungen des Reversibilitätsprinzips elektrischer Maschinen

Nach dem Gesetz von Bio-Savard wirkt auf einen Leiter, der sich in einem Magnetfeld mit einem Strom I bewegt, die Kraft F = Bli, (VA), deren Richtung durch die Linke-Hand-Regel bestimmt wird. Deshalb, wenn Sie die Bürsten zu einer Wechselstrommaschine bringen Wechselstrom, dann entsteht eine Kraft, die dazu führt, dass sich die Drähte ab und cd in einem Magnetfeld bewegen und die Spule ab° Сd beginnt sich zu drehen (Abb. 1).

Es ist lediglich erforderlich, dass die Frequenz des Stroms der Rotationsfrequenz während der Anlaufphase entspricht. Hinweis f = pn... Ein ähnliches Phänomen tritt auf, wenn ein Gleichstrom an die Bürsten einer Gleichstrommaschine angelegt wird. Kollektor In diesem Fall fungiert es als Wechselrichter und wandelt den zugeführten Gleichstrom im Anker in Wechselstrom um (siehe Abb. 2).

So erhalten wir einen Elektromotor, der im Gegensatz zu einem Generator elektrische Energie in mechanische Energie umwandelt.

Nach dem Lenzschen Gesetz hat der induzierte Strom immer eine Richtung, in der die entstehende elektromagnetische Kraft dazu neigt, die Änderung (Bewegung) zu behindern, aufgrund derer der Strom induziert wird.

Reis. 1.Der einfachste Generator

Reis. 2. Der einfachste Gleichstromgenerator

Reis. 3. Der Generator erzeugt eine alternierende EMK, wenn die Enden des Rahmens mit den Ringen verbunden sind. Wenn sie mit Halbringen (Kollektorplatten) verbunden sind, pulsiert der Strom im Stromkreis.

Basierend auf den oben genannten Gesetzmäßigkeiten und dem Funktionsprinzip einfachster elektrischer Maschinen können wir folgende grundlegende Bestimmungen zur Energieumwandlung formulieren:

1) Eine direkte wechselseitige Umwandlung von mechanischer und elektrischer Energie in induktiven elektrischen Maschinen ist nur möglich, wenn es sich bei letzterer um Wechselstromenergie handelt.

2) Für eine solche Energieumwandlung ist ein Stromkreis mit sich ändernder Induktivität erforderlich (in unserem Fall handelt es sich um eine Schleife, die sich in einem Magnetfeld dreht).

3) Um Wechselstrom in Gleichstrom umzuwandeln, muss im Stromkreis ein sich ändernder elektrischer Widerstand vorhanden sein (seine Rolle in elektrischen Maschinen spielt der Bürsten-Kollektor-Kontakt, dessen Widerstand sich von unendlich ändert, wenn die Bürste den nicht berührt Kollektorplatte, bis zu einem bestimmten Mindestwert, wenn die Bürste die Platte vollständig überlappt),

4) jede elektrische Maschine ist energetisch reversibel, d. h. sie kann prinzipiell gleichermaßen sowohl als Generator als auch als Motor arbeiten,

5) da zur Manifestation das Gesetz der elektromagnetischen Induktion Alles, was benötigt wird, ist die relative Bewegung des Drahtes und des Magnetfelds. Dann ist jede elektrische Maschine kinematisch umkehrbar, das heißt, sie kann entweder einen Anker oder einen Induktor drehen.

Ist es praktisch möglich, einen Motor anstelle eines Generators zu verwenden?

Nach dem Gesetz von E. X.Lenz hat der induzierte Strom in einem geschlossenen Stromkreis immer eine Richtung, in der die entstehende elektromagnetische Kraft dazu neigt, die Änderung (Bewegung) zu verhindern, aufgrund derer der elektrische Strom induziert wird. Auf dieser Grundlage ist jede Induktionselektromaschine „energiereversibel“, das heißt, sie kann grundsätzlich sowohl als Generator als auch als Motor arbeiten.

Wenn Sie jedoch wissen müssen, für welche Betriebsart die elektrische Maschine vorgesehen ist – für einen Generator oder einen Motor – liegt dies daran, dass in der Praxis bestimmte Anforderungen an den Generator und den Motor gestellt werden, die nicht immer kompatibel sind , und daher kann es vorkommen, dass eine als Generator ausgelegte elektrische Maschine nicht zufriedenstellend als Motor arbeiten kann und umgekehrt.

Daher muss jede Maschine auf dem „Schild“ einen Hinweis darauf haben, für welche Betriebsart sie von der Fabrik, die sie hergestellt hat, vorgesehen ist. Es ist auch zu beachten, dass es eine Reihe von Arten elektrischer Maschinen gibt, die nur als Generator oder nur als Motor verwendet werden.

Kinematische Reversibilität einer elektrischen Maschine

Aus Sicht der Umsetzung der Energieumwandlung in einer elektrischen Maschine kommt es lediglich auf die Relativbewegung ihrer beiden Hauptorgane an, gefolgt von der kinematischen Reversibilität der elektrischen Maschine.

Das heißt, wenn der Rotor einer elektrischen Maschine blockiert ist und der Stator sich drehen darf, beginnt er sich zu drehen, während er sich bei unveränderten elektrischen Anschlüssen in die entgegengesetzte Richtung zu der Richtung dreht, in der sich der Rotor gedreht hat Der Stator dreht sich (dies ergibt sich aus den Gesetzen der Mechanik).

Damit sich der Stator drehen kann, muss er natürlich mit geeigneten Lagern und zusätzlich mit elektrischen Schleifkontakten ausgestattet sein, um die Versorgung des Stators mit elektrischer Energie (sofern vorhanden) vor dem Umbau aufrechtzuerhalten. Offensichtlich erhalten wir mit der kinematischen Zirkulation der Innenrotor-Elektromaschine eine Außenrotor-Elektromaschine und umgekehrt.