Mașină electrică
În ingineria electrică, o mașină electrică este o mașină capabilă să transforme o formă de energie electrică într-o altă formă de energie, sau invers. La limită, poate converti și energia electrică de un tip în energie electrică de alt tip. Transformatorul aparține ultimului caz, care este o mașină statică (fără piese în mișcare), care servește la schimbarea tensiunii electrice a unui curent și, în special, a unui curent alternativ . Mașinile de conversie statică, altele decât transformatoarele, bazate pe semiconductori , nu sunt de obicei considerate „ mașini electrice rotative ”, ci mai degrabă „ convertoare statice ”, deoarece nu conțin piese mobile.
Definiție
Prin mașină electrică înțelegem un dispozitiv reversibil a cărui funcționare se bazează pe legile:
- de inducție magnetică
- a acțiunilor electrodinamice
Deci, mașina electrică este acel dispozitiv în care transformările de energie implică, în starea inițială și finală, energie electrică și energie mecanică, sau doar electricitate.
Clasificare
Mașini | Rotire | Static | |
---|---|---|---|
Pentru aprox fază singulară și trifazat | sincron | generatoare motoare compensatoare | transformator regulatoare de inducție schimbătoare de fază cicloconvertoare |
asincron | motoare generatoare compensatoare | ||
comutare | motoare monofazate în serie convertoare de frecvență | ||
Pentru cc | comutare | generatoare motoare compensatoare | tocător |
Pentru cc și aprox | comutare | motoare universale convertoare | redresoare invertor |
Sugestii de construcție
O mașină electrică cuprinde următoarele părți de bază:
- structură magnetică sau miez din material feromagnetic
- înfășurări
- izolatie
- structuri mecanice
Miezul și înfășurările constituie partea activă, în timp ce structurile metalice se numesc masă și nu sunt în mod normal sub tensiune.
Nucleul
Miezul mașinilor electrice este realizat din materiale magnetice care pot fi împărțite în:
- Material diamagnetic
- au o permeabilitate magnetică apropiată de unitate, chiar dacă este întotdeauna mai mică
- Material paramagnetic
- au o permeabilitate magnetică apropiată de unitate, chiar dacă întotdeauna mai mare
OSS: materialele diamagnetice și paramagnetice nu modifică de fapt câmpurile magnetice care apar în „vid”.
- Material feromagnetic
- au o permeabilitate magnetică relativă mai mare decât unitatea.
- Aceste materiale prezintă fenomenul magnetizării reziduale și se caracterizează prin curbele de magnetizare ; acestea sunt împărțite în două grupe:
- feromagnetice moi
- se folosesc atunci când este necesar să se limiteze cât mai mult curenții necesari pentru a produce și controla fluxurile de inducție
- feromagnetice dure
- acestea sunt caracterizate de valori ridicate ale inducției reziduale și sunt utilizate atunci când este necesar să se obțină fluxuri magnetice constante în timp și, prin urmare, este recomandabil să se recurgă la magnetism permanent decât la circuite traversate de curent
Miezul, având un câmp magnetic care variază în timp, este locul curenților turbionari care sunt dăunători, deoarece sunt asociați cu fenomene disipative datorate efectului Joule . O altă problemă care duce la pierderi de miez este histerezisul magnetic. În multe aplicații, pentru a remedia aceste pierderi, miezul este construit prin plasarea laminărilor de material feromagnetic una lângă alta, ambalate și ținute de izolate corespunzător prin șuruburi.
Înfășurări
Într-o mașină electrică, înfășurările sunt realizate prin intermediul interconectărilor adecvate ale bobinelor inductive.
Pot fi înfășurări inductive și induse și pot fi poziționate indiferent pe stator - rotor și invers. Se face o excepție pentru transformatoarele în care înfășurările sunt numite primare și secundare.
Din punct de vedere constructiv pot fi concentrate (poli salienti) si distribuite (colivie).
Izolatorii
Materialele izolante au funcția de a menține conductori electrici separați electric. Acestea trebuie să aibă o rezistență dielectrică ridicată, o bună rezistență la temperatură și stabilitate în funcție de tensiunea la care sunt supuse.
Izolatorii pot fi în starea:
- gazos ( aer , hidrogen )
- lichid ( uleiuri minerale )
- solid ( rășini poliesterice )
Structuri mecanice
Acestea sunt toate acele părți care nu sunt în tensiune, dar care au o funcție structurală, cum ar fi arbori, rulmenți și carcase.
Pentru realizarea acestor piese, se utilizează aliaje de fier cu o concentrație mare de carbon ( ), adică fontă gri pentru construcția carcaselor și fontă maleabilă pentru piesele de grosime mică și formă complexă.
Pentru utilizări speciale cu specificații mai ridicate, se utilizează oțeluri speciale.
Tipul și funcționarea
Mașinile dinamice (cu piese mobile) sunt de obicei rotative (prezența statorului și a rotorului), dar pot fi și liniare (prezența statorului și a translatorului). Acestea se bazează pe transformări de energie de către câmpul magnetic (mașini magnetice) în toate cazurile, cu excepția aplicațiilor microscopice în care se preferă încredințarea schimbului de energie câmpului electric (mașini electrostatice, în aproape toate cazurile mașini cu ultrasunete). Mașinile magnetice, numite în general mașini electrice, sunt clasificate în tipuri cu caracteristici funcționale și geometrice omogene. Tipurile de interes de astăzi sunt: Mașini colectoare (echipate cu perii și colectoare) în curent continuu (numai rotativ). Mașini colectoare (echipate cu perii și comutator) în curent alternativ monofazat (numai rotativ). Mașini asincrone. Mașini sincrone. Mașini speciale (alte cazuri).
Din punct de vedere constructiv, didactic și de principiu, nu există nicio distincție între motor (intră energia electrică) și generator (intră energia mecanică). În schimb, distincțiile apar din cauza diferitelor aplicații care produc diferențieri suplimentare.
În cazul în care atât intrarea cât și ieșirea sunt de tip electric, există convertoare, în special în cazul curentului alternativ există un transformator . În cazul în care intrarea este de tip electric și ieșirea este de tip mecanic, există motoare, în special vorbim despre motoare asincrone și motoare sincrone pentru curent alternativ și motoare de curent continuu pentru curent continuu. Dacă intrarea este mecanică și ieșirea este electrică, există generatoare, în special vorbim despre alternatoare pentru curent alternativ și dinam pentru curent continuu. Mașinile electrice sunt, de asemenea, împărțite în statice, adică fără piese în mișcare, în cazul transformatorului sau rotative, în cazul motoarelor și generatoarelor.
Notă
Bibliografie
- Luigi Olivieri, Edoardo Ravelli, Electrotehnică , Volumul al doilea: Mașini electrice, Ediția a XII-a revizuită și actualizată, Padova, CEDAM - Editura Dott. Antonio Milani, 1972, ISBN inexistent.
Elemente conexe
Alte proiecte
- Wikționarul conține dicționarul lema „ mașină electrică ”
linkuri externe
- Mașină electrică , pe Treccani.it - Enciclopedii online , Institutul Enciclopediei Italiene .
- Mașină electrică , în Treccani.it - Enciclopedii on-line , Institutul Enciclopediei Italiene.
Controlul autorității | Tezaur BNCF 20338 · LCCN (EN) sh85041808 · BNF (FR) cb11932382z (data) |
---|