Электрические машины
В качестве энергоносителя в электрической машине может быть использовано как магнитное, так и электрическое поле. Машины, в которых для преобразования энергии используется магнитное поле, называются индуктивными, а те, в которых используется электрическое поле, — емкостными. Возможно также совместное использование магнитного и электрического полей. Такие машины называются индуктивно-емкостными.
На практике наибольшее распространение получили индуктивные машины.
Принято различать электромеханические преобразователи в зависимости от цели преобразования энергии на:
- генераторы — источники электрической энергии;
- электродвигатели — источники механической энергии;
- специальные электрические машины — электромеханические преобразователи с более сложным целевым назначением
Современные электрические машины имеют самое разнообразное конструктивное исполнение и могут реализовывать различные роды напряжения и тока, а также различные виды движения — вращательное, колебательное, линейное и т.
Рисунок 1 – Области распространения электрических машин
Для управления современными электрическими машинами используются сложные электронные системы, которые конструктивно объединяются с электромеханическим преобразователем и образуют так называемую электромеханотронную систему, выступающую как единый технический комплекс. Все это существенно расширяет функциональные возможности электрических машин и обеспечивает их широкое внедрение во все сферы производственной и бытовой деятельности человечества [1].
Основополагающие законы электромеханического преобразования энергии в индуктивных машинах
Закон Ампера
Согласно закону, установленному Ампером, на проводник с током в магнитном поле действует сила
,
- где F – сила, Н,
- I – сила тока, А,
- – длина проводника, м,
- B — магнитная индукция, Тл,
- — угол между направлением тока и вектором магнитной индукции, град.
Направление этой силы определяется по правилу «левой руки».
Закон электромагнитной индукции Фарадея
Открытие электромагнитной индукции в 1831 году Фарадеем — одно из фундаментальных открытий в электродинамики. Максвеллу принадлежит следующая углубленная формулировка закона электромагнитной индукции:
Всякое изменение магнитного поля во времени возбуждает в окружающем пространстве электрическое поле. Циркуляция вектора напряженности E этого поля по любому неподвижному замкнутому контуру s определяется выражением [3] [4]
,
- где E – напряженность электрического поля, В/м,
- ds – элемент контура, м,
- Ф — магнитный поток, Вб,
- t — время, с
Электродвижущая сила индукции возникающая в замкнутом контуре, равна скорости изменения во времени потока магнитной индукции
,
- где – электродвижущая сила индукции, В
Знак «-» показывает, что индукционный ток, возникающий в замкнутом проводящем контуре имеет такое направление, что создаваемое им магнитное поле противодействует тому изменению магнитного потока, которым был вызван данный ток.
Вращающаяся электрическая машина — электротехническое устройство, предназначенное для преобразования энергии на основе электромагнитной индукции и взаимодействия магнитного поля с электрическим током, содержащее, по крайней мере, две части, участвующие в основном процессе преобразования и имеющие возможность вращаться или поворачиваться относительно друг друга [2].
Вращающаяся машина постоянного тока, или машина постоянного тока — вращающаяся электрическая машина, основной процесс преобразования энергии в которой обусловлен потреблением или генерированием только постоянного электрического тока.
Вращающаяся машина переменного тока — вращающаяся электрическая машина, основной процесс преобразования энергии в которой обусловлен потреблением или генерированием переменного электрического тока.
Виды вращающихся электрических машин
По характеру магнитного поля в основном воздушном зазоре
Одноименнополюсная машина — вращающаяся электрическая машина, у которой нормальная составляющая магнитной индукции во всех точках основного воздушного зазора имеет один и тот же знак.
Разноименнополюсная машина — вращающаяся электрическая машина, у которой нормальная составляющая магнитной индукции в различных участках основного воздушного зазора имеет разные знаки.
Явнополюсная машина — разноименнополюсная машина, в которой полюса выступают в сторону основного воздушного зазора.
Неявнополюсная машина — разноименнополюсная машина с равномерным основным воздушным зазором.
- А.И.Вольдек, В.В.Попов. Электрические машины. Введение в электромеханику. Машины постоянного тока и трансформаторы. Учебник для вузов.-СПб.: Питер, 2007.
- ГОСТ 27471-87 Машины электрические вращающиеся. Термины и определения.
- И.В.Савельев. Курс общей физики, том II. Электричество.-М.:Наука, 1970.
- Д.В.Сивухин. Общий курс физики. Т.III. Электричество.-М.:Наука, 1977.
Библиографический список
Затирочная машина электрическая GROST ZME-600
Технические характеристики
Модель | ZME-600 |
Масса оборудования | 46,5 кг |
Частота вращения | 80-90 об/мин |
Диск/Диаметр, мм (в комплект не входит | 101377 Затирочный диск GROST d-650/650 дополнительная опция) |
Комплект лопастей/размеры мм | 102204 Комплект лопастей для затирочн. маш. GROST-120х230/600 |
Количество лопастей | 4 шт. |
Размер лопасти | 150х250 мм |
Класс шероховатости обрабатываемой поверхности | 3ш-4ш |
Габариты Без ручки (ДхШхВ) | 650х650х440 мм |
Габариты Упаковка (ДхШхВ) | 660х660х900 мм |
Бренд | GROST |
- Затирочная машина электрическая GROST ZMЕ-800
- Затирочная машина бензиновая GROST ZM-900
- Затирочная машина бензиновая GROST ZM-800
- Затирочная машина бензиновая GROST ZM-600
- Затирочная машина электрическая GROST ZMЕ-900
- Затирочная машина электрическая GROST ZME-600, 220В
- Затирочная машина электрическая GROST ZMЕ-1000
- Затирочная машина бензиновая GROST ZM-1000
- Затирочная машина бензиновая GROST ZMD-750
- Затирочная машина электрическая GROST ZMЕ-800 220В
- Затирочная машина электрическая GROST ZMЕ-800 380В
- Затирочная машина электрическая ZME-750
Здесь Вы можете отправить свою заявку на любое интересующее Вас оборудование или задать вопрос, не отходя от Вашего компьютера.
* Ваше Имя: |
Пример: Сидоров Иван Петрович |
*Текст сообщения: Информация о заказе, либо любой интересующий вопрос пишется в произвольной форме. Сообщение будет обработано нашим менеджером. |
|
* Ваш телефон: |
Пример: 8-351-2345678 |
||
Ваш Город: |
Пример: Челябинск |
||
Ваш E-Mail: |
Пример: [email protected] |
||
* Введите код: |
Пример: abc3127 |
||
Special
|
Электрические машины | Департамент энергетики
Управление передовых материалов и производственных технологий
В 2013 году на электроэнергию приходилось примерно 40% потребления первичной энергии в Соединенных Штатах, а на производство приходилось более четверти конечного потребления. Системы с электродвигателями использовали 68% этой общей электроэнергии для основных энергоемких промышленных процессов, таких как охлаждение, насосы, вентиляторы, компрессоры, погрузочно-разгрузочные работы, обработка материалов и системы отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха.
Программа AMO «Электрические машины нового поколения» (NGEM) представляет собой проект НИОКР, в котором используются последние технологические достижения в области силовой электроники и электродвигателей для разработки нового поколения энергоэффективных, высокоскоростных, интегрированных приводных систем среднего напряжения с высокой плотностью мощности для широкий спектр критически важных энергетических приложений.
Усовершенствования систем промышленных электродвигателей могут быть реализованы за счет применения ключевых технологий, таких как устройства с широкой запрещенной зоной, передовые магнитные материалы, улучшенные изоляционные материалы, агрессивные методы охлаждения, конструкции высокоскоростных подшипников и улучшенные проводники или сверхпроводящие материалы.
Программа NGEM будет способствовать пошаговым изменениям, которые позволят более эффективно использовать электроэнергию, а также уменьшить размер и вес системы привода, развивая долгосрочные возможности для разработки материалов и дизайна двигателей, которые уменьшат энергопотребление отрасли и выбросы парниковых газов, поддерживая глобальный рынок США. Конкурентоспособность экологически чистых энергетических продуктов.На данный момент эти усилия по НИОКР состоят из двух отдельных возможностей финансирования и будут использовать работу Института Power America при Департаменте по полупроводникам WBG. Возможности финансирования и избранные проекты перечислены ниже.
NGEM: ДВИГАТЕЛИ МЕГАВАТТНОГО КЛАССА
В сентябре 2015 года было выбрано пять проектов с целью объединения широкозонной технологии (WBG) с достижениями для крупногабаритных двигателей. В рамках проектов будут разработаны интегрированные приводные системы среднего напряжения, в которых используются преимущества широкозонных устройств с энергоэффективными, высокоскоростными, прямыми приводами и электродвигателями мегаваттного класса для повышения эффективности и удельной мощности в химической и нефтеперерабатывающей промышленности, инфраструктуре природного газа и Компрессоры общепромышленного применения, такие как системы отопления, вентиляции и кондиционирования, холодильные установки и насосы для сточных вод.
ИЗБРАННЫЕ ПРОЕКТЫ
Высокочастотный привод среднего напряжения с поддержкой SiC для высокоскоростных двигателей
Интегрированный электропривод с высоким напряжением 2 Модульная электрическая машина и силовые преобразователи на основе SiC
Полностью интегрированный высокоскоростной двигатель мегаваттного класса и высокочастотная система привода с регулируемой скоростью
Встроенный преобразователь частоты SiC 15 кВ и высокоскоростной двигатель MW для газокомпрессионных систем
Встроенный привод и двигатель среднего напряжения
NGEM: ENABLING TECHNOLOGIES
В ноябре 2016 года было отобрано тринадцать проектов, направленных на развитие технологий, которые будут способствовать экономически эффективному повышению эффективности и снижению веса электрических машин при одновременном устранении ограничений, связанных с традиционно используемыми проводящими металлами и электротехническими сталями. Целью инициативы является разработка и демонстрация масштабируемых высокопроизводительных процессов для производственных технологий, в том числе:
- высокоэффективных тепловых и электрических проводников,
- производство кремнистой стали с низкими потерями,
- производство высокотемпературных сверхпроводящих проводов и
- другие технологии, позволяющие повысить производительность.
Эти передовые технологии могут помочь производителям в совокупности сэкономить почти 44 тераватт-часа в год, что составляет примерно 1,6% от общего потребления электроэнергии в США, и проложить путь к дальнейшей экономии на двигателях с регулируемой скоростью. Кроме того, эти же технологии улучшат двигатели, используемые в растущем секторе чистой энергетики, помогая производителям ветряных и солнечных батарей, электромобилей и аккумуляторов.
ИЗБРАННЫЕ ПРОЕКТЫ
Углеродные проводники, соединенные нанометаллами, для перспективных электрических машин
Металлические (Cu, Al) композитные провода CNT для энергоэффективных двигателей
Углеродные проводники для легких двигателей и генераторов
Сплав Si-Al-Cr-Mn для высокого удельного сопротивления
Полоса из высококремнистой стали, полученная одностадийной обработкой деформации сдвигом
Передовое производство высокоэффективных сверхпроводниковых проводов для электрических машин следующего поколения
Усовершенствованный провод 2G HTS для применения в электродвигателях
Процессы производства провода 2G HTS
Экономичные проводники, кабели и катушки для вращающихся электрических машин с высоким полем
Композитное покрытие полидофамин/ПТФЭ для крупных подшипников скольжения Generation Electric Machines
Высокоэффективный осевой двигатель с коническим воздушным зазором, использующий магнитомягкие композиты и текстурированную электротехническую сталь
Аморфные и нанокомпозитные магниты для высокоэффективных высокоскоростных двигателей
Система изоляции с регулируемым сопротивлением для двигателей нового поколения с питанием от преобразователя
Учебный план | Электрические машины | Электротехника и информатика
Время проведения занятий
Лекции: 2 занятия/неделю, 1,5 часа/занятие
Обзор курса
Этот курс посвящен электромеханике и использует электрические машины в качестве примеров. Он учит на уровне аспирантов Массачусетского технологического института понимать принципы и анализ электромеханических систем. По окончании предмета студенты будут иметь возможность заниматься электромеханическим проектированием основных классов вращающихся и линейных электрических машин, а также понимать принципы преобразования энергии в мехатронике. Принятый подход является «неустанно классическим» в том смысле, что он пытается развить понимание важных явлений. Использование численных методов производится только в крайнем случае, когда другие методы не годятся, так как упор делается на понимание явлений и взаимодействий. Помимо проектирования, студенты также узнают, как оценивать динамические параметры электрических машин и понимать, как эти параметры влияют на производительность систем, включающих эти машины.
Примеры, взятые из текущего исследования, включают некоторый набор:
- Асинхронные двигатели с двойным питанием, такие как машины, используемые для генераторов ветряных турбин. Поскольку мы пытаемся использовать такие машины в наших исследованиях микросетей и судовых двигателей, мы приложим немного усилий, пытаясь выяснить, как ими управлять.
- Усовершенствования асинхронных двигателей, например, для использования в тяговых приводах.
- Если позволяет время, мы могли бы рассмотреть некоторые другие типы дурацких, нетрадиционных двигателей для прозаических целей, таких как «бытовая техника».
Рассматриваемые темы включают:
- Обработка трансформаторов, электромеханических преобразователей, вращающихся и линейных электрических машин
- Сосредоточенный параметр электромеханики взаимодействия
- Рассмотрение основных типов машин: постоянного тока, асинхронные, синхронные
- Разработка характеристик устройства: плотность преобразования энергии, КПД
- Разработка характеристик взаимодействия системы, регулирования, устойчивости, управляемости и реакции
Предпосылки
6. 061/6.690 Введение в электроэнергетические системы ; или разрешение инструктора
Преподавание философии
Предметной аудиторией являются аспиранты Массачусетского технологического института. Мы предполагаем, что учащиеся сообразительны и целеустремленны, им требуется небольшая поддержка и они знают, когда обратиться за помощью. Три часа лекций в неделю проходят относительно быстро. Особое внимание уделяется заданиям с сочетанием задач из учебников и других задач, предложенных текущими исследованиями. Есть также две викторины и трехчасовой выпускной экзамен.
Заполнение наборов задач — самый важный способ изучения материала. Наборы задач потребуют тяжелой работы, и вы можете захотеть иметь программу, которая поможет. MATLAB® рекомендуется и используется в наборах решений. Freemat, общедоступная программа, является еще одной возможностью, равно как и Maple™, PTC Mathcad® и т. д.
Учебник
Заметки о курсе были предоставлены в качестве основного справочного материала. Есть также дополнительные тексты, которые могут представлять интерес и использоваться для дальнейшего использования:
Фицджеральд А. Э., Чарльз Кингсли младший и Стивен Д. Уманс. Электрические машины . 6-е изд. Макгроу-Хилл, 2007. ISBN: 9780071230100.
.Эта книга полезна в качестве основы, содержит несколько хороших объяснений и изображений машин. Однако он не очень аналитичен. Возможно, он вам не понадобится, но вы можете захотеть его приобрести, если планируете работать в полевых условиях.
Киртли мл., Джеймс Л. Принципы электроэнергетики: источники, преобразование, распределение и использование . Wiley, 2010. ISBN: 9780470686362. [Предварительный просмотр в Google Книгах]
.Это учебник для 6.061/6.690 Введение в системы электроснабжения . Он охватывает трехпроводное питание и имеет относительно мягкое введение в электрические машины.
Бити, Х. Уэйн и Джеймс Л. Киртли-младший. Справочник по электродвигателям .