Reverzibilita elektrických strojov
Základné ustanovenia princípu reverzibility elektrických strojov
Podľa Bio-Savardovho zákona pôsobí sila F = Bli, (VA) na vodič pohybujúci sa v magnetickom poli s prúdom I, ktorého smer je určený pravidlom ľavej ruky. Preto, ak prinesiete kefy do AC stroja striedavý prúd, potom vznikne sila, ktorá spôsobí pohyb vodičov ab a cd v magnetickom poli a cievka ab° Сd sa začne otáčať (obr. 1).
Je len potrebné, aby frekvencia zodpovedala frekvencii otáčania počas doby spustenia. Poznámka f = pn... Podobný jav nastane, ak sa na kefy jednosmerného stroja aplikuje jednosmerný prúd. Zberateľ v tomto prípade bude hrať úlohu meniča, ktorý premieňa privádzaný jednosmerný prúd na striedavý prúd vo vnútri kotvy (pozri obr. 2).
Takto získame elektromotor, ktorý na rozdiel od generátora premieňa elektrickú energiu na mechanickú.
Indukovaný prúd má podľa Lenzovho zákona vždy smer, v ktorom má vznikajúca elektromagnetická sila tendenciu brániť zmene (pohybu), v dôsledku ktorej je prúd indukovaný.
Ryža. 1.Najjednoduchší alternátor
Ryža. 2. Najjednoduchší generátor jednosmerného prúdu
Ryža. 3. Generátor dáva striedavý emf, ak sú konce rámu spojené s krúžkami. Ak sú pripojené k polovičným krúžkom (kolektorovým platniam), prúd v obvode bude pulzovať.
Na základe vyššie uvedených zákonov a princípu činnosti najjednoduchších elektrických strojov môžeme sformulovať tieto základné ustanovenia pre premenu energie:
1) priama vzájomná transformácia mechanickej a elektrickej energie v indukčných elektrických strojoch je možná len vtedy, ak ide o energiu striedavého prúdu,
2) takáto premena energie vyžaduje elektrický obvod s meniacou sa indukčnosťou (v našom prípade ide o slučku rotujúcu v magnetickom poli),
3) na premenu striedavého prúdu na jednosmerný prúd musí byť v elektrickom obvode meniaci sa elektrický odpor (úlohu v elektrických strojoch zohráva kontakt kefa-kolektor, ktorého odpor sa mení od nekonečna, keď sa kefa nedotýka zberná doska na určitú minimálnu hodnotu, keď kefa úplne prekrýva platňu),
4) každý elektrický stroj je energeticky reverzibilný, to znamená, že v princípe môže pracovať rovnako ako generátor aj ako motor,
5) keďže na prejav zákon elektromagnetickej indukcie všetko, čo je potrebné, je relatívny pohyb drôtu a magnetického poľa, potom je akýkoľvek elektrický stroj kinematicky reverzibilný, to znamená, že môže otáčať buď kotvou alebo induktorom.
Je prakticky možné použiť motor namiesto generátora?
Podľa zákona E. X.Lenz, indukovaný prúd v uzavretom elektrickom obvode má vždy smer, v ktorom má vznikajúca elektromagnetická sila tendenciu brániť tej zmene (pohybu), v dôsledku ktorej sa indukuje elektrický prúd. Na tomto základe je akýkoľvek indukčný elektrický stroj "energeticky reverzibilný", to znamená, že v zásade môže pracovať ako generátor aj ako motor.
Ak však potrebujete vedieť, pre aký režim prevádzky je elektrický stroj určený - pre generátor alebo motor.Je to spôsobené tým, že v praxi sú na generátor a motor kladené určité požiadavky, ktoré nie sú vždy kompatibilné a preto sa môže ukázať, že elektrický stroj navrhnutý ako generátor nebude schopný uspokojivo fungovať ako motor a naopak.
Preto musí mať každý stroj na „štítku“ označenie, pre aký režim prevádzky je určený továrňou, ktorá ho vyrobila. Treba tiež poznamenať, že vzniklo množstvo typov elektrických strojov, ktoré sa používajú len ako generátor alebo len ako motor.
Kinematická reverzibilita elektrického stroja
Z hľadiska realizácie premeny energie v elektrickom stroji je dôležitý len relatívny pohyb jeho dvoch hlavných orgánov, po ktorom nasleduje kinematická reverzibilita elektrického stroja.
To znamená, že ak je rotor elektrického stroja zablokovaný a stator sa môže otáčať, začne sa otáčať, pričom sa bude otáčať, s nezmenenými elektrickými zapojeniami, v opačnom smere, ako sa otáčal rotor. stator sa otáča (vyplýva to zo zákonov mechaniky).
Je zrejmé, že na to, aby sa stator mohol otáčať, bude musieť byť vybavený vhodnými ložiskami a navyše elektrickými klznými kontaktmi na udržanie dodávky elektrickej energie do statora, ak existuje, pred konverziou. Je zrejmé, že kinematickou cirkuláciou elektrického stroja s vnútorným rotorom dostaneme elektrický stroj s vonkajším rotorom a naopak.