Реверзибилност електричних машина

Основне одредбе принципа реверзибилности електричних машина

Према Био-Савардовом закону, сила Ф = Бли, (ВА) делује на проводник који се креће у магнетном пољу са струјом И, чији је правац одређен правилом леве руке. Стога, ако четке донесете у машину за наизменичну струју наизменична струја, тада ће настати сила која ће проузроковати да се жице аб и цд померају у магнетном пољу, а калем аб° Сд ће почети да ротира (сл. 1).

Потребно је само да фреквенција буде струја која одговара фреквенцији ротације током периода покретања напомена ф = пн... Слична појава ће се десити ако се једносмерна струја примени на четке једносмерне машине. Цоллецтор у овом случају ће играти улогу претварача, претварајући испоручену једносмерну струју у наизменичну унутар арматуре (види слику 2).

Тако добијамо електромотор, који за разлику од генератора претвара електричну енергију у механичку.

Према Ленцовом закону, индукована струја увек има правац у коме настајућа електромагнетна сила тежи да омета промену (кретање) услед којег се струја индукује.

Пиринач. 1.Најједноставнији алтернатор

Пиринач. 2. Најједноставнији генератор једносмерне струје

Пиринач. 3. Генератор даје наизменичну емф ако су крајеви оквира повезани са прстеновима. Ако су спојени на полупрстенове (колекторске плоче), струја у колу ће пулсирати.

На основу горе наведених закона и принципа рада најједноставнијих електричних машина, можемо формулисати следеће основне одредбе за конверзију енергије:

1) директна реципрочна трансформација механичке и електричне енергије у индуктивним електричним машинама је могућа само када је ова друга енергија наизменичне струје,

2) за такву конверзију енергије потребно је електрично коло са променљивом индуктивношћу (у нашем случају, то је петља која се ротира у магнетном пољу),

3) за претварање наизменичне струје у једносмерну струју мора постојати променљиви електрични отпор у електричном колу (његову улогу у електричним машинама игра контакт четка-колектор, чији се отпор мења од бесконачности када четкица не додирује колекторска плоча, до одређене минималне вредности када четкица потпуно преклопи плочу),

4) свака електрична машина је енергетски реверзибилна, односно у принципу може подједнако да ради и као генератор и као мотор,

5) пошто за манифестацију закон електромагнетне индукције све што је потребно је релативно кретање жице и магнетног поља, тада је свака електрична машина кинематички реверзибилна, односно може да окреће или арматуру или индуктор.

Да ли је практично могуће користити мотор уместо генератора?

Према закону Е. Кс.Ленц, индукована струја у затвореном електричном колу увек има правац у коме настајућа електромагнетна сила тежи да спречи ту промену (кретање) због које се индукује електрична струја. На основу тога, свака индукциона електрична машина је "енергетски реверзибилна", односно, у принципу, може радити и као генератор и као мотор.

Међутим, ако треба да знате за који начин рада је електрична машина намењена - за генератор или мотор.То је због чињенице да се у пракси постављају одређени захтеви према генератору и мотору, који нису увек компатибилни , па се стога може испоставити да електрична машина пројектована као генератор неће моћи да ради на задовољавајући начин као мотор и обрнуто.

Дакле, свака машина на „тањици” мора да има назнаку за који начин рада је намењена од фабрике која ју је произвела. Такође треба напоменути да је настао велики број врста електричних машина које се користе само као генератор или само као мотор.

Кинематичка реверзибилност електричне машине

Са становишта реализације конверзије енергије у електричној машини, важно је само релативно кретање њена два главна органа, праћено кинематичком реверзибилношћу електричне машине.

То значи да ако је ротор електричне машине закључан и статор се пусти да се окреће, он ће почети да се окреће, док ће се, са непромењеним електричним прикључцима, окретати у правцу супротном од оног у коме се ротор окренуо у статор се окреће (ово следи из закона механике).

Очигледно, да би се статор могао ротирати, мораће да буде опремљен одговарајућим лежајевима и, поред тога, електричним клизним контактима да би се одржао довод електричне енергије до статора, ако постоји, пре конверзије. Очигледно, кинематичком циркулацијом електричне машине са унутрашњим ротором добијамо електричну машину са спољним ротором и обрнуто.