ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ ОБ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ МАШИНАХ
Историю развития электрических машин следует считать с 1831г. - года открытия Фарадеем закона электромагнитной индукции, лежащего в основе принципа электрических машин. Однако через два года после этого, в 1833 г., русским академиком Э.Х. Ленцем был открыт принцип электромагнитной инерции, известный ныне под именем закона Ленца, и сформулирован принцип обратимости электрических машин.
Всю историю развития электрических машин можно условно подразделить на три этапа. Первый период (с 1831 по 1867 г.). Так как первыми генераторами электрической энергии являлись гальванические элементы, дававшие постоянный ток, то все ученые этого времени, оперировавшие с гальваническими батареями, приборами и аппаратами постоянного тока, стремились и от электрической машины получить постоянный ток. Поэтому этот период характеризуется в основном тем, что эти машины являлись генераторами постоянного тока для лабораторных целей и почти не имели промышленного применения.
Первые электрических машин в качестве генераторов постоянного тока строились обычно с постоянными магнитами и назывались МАГНИТОЭЛЕКТРИЧЕСКИМИ. Мощность их была мала, и, следовательно, они могли служить в качестве физических приборов. Значительным шагом вперед было применение в электрических машин электромагнитов. Такие машины получили название ЭЛЕКТРОМАГНИТОЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ.
Второй период (с 1867 по 1891). Данный период в истории развития электрических машин характеризуется широким использованием принципа самовозбуждения машины постоянного тока для создания машин промышленного назначения. Явление самовозбуждения машины постоянного тока получило название ДИНАМОЭЛЕКТРИЧЕСКОГО принципа. С 1867г. эта машина получила на практике широкое применение и развитие. Созданную на основе нового принципа машину постоянного тока назвали, в отличие от существующих тогда, ДИНАМОЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ МАШИНОЙ. Впоследствии производный термин стал ДИНАМОМАШИНА. Однако последний термин, как устаревший, ныне уже не применяется и заменен термином электрическая машина.
Период с 1867 по 1885г. в истории электрических машин был периодом широкого развития и внедрения в промышленность машины постоянного тока. В 1885 г. появился трансформатор с замкнутой магнитной цепью, но до 1891 г. однофазный переменный ток используется только для освещения.
Третий период (с 1891 г. и по настоящее время). Начало третьему периоду в истории развития электрических машин было положено применением в 1891 г. первых трехфазных асинхронных двигателей. В течении этого периода происходит постепенное вытеснение постоянного тока как в области генерирования, так и распределения электрической энергии для механических целей. В результате этого после 1900 г. трехфазный переменный ток начинает преобладать над постоянным током, и в настоящее время он занимает господствующее положение в современных электроэнергетических установках. Все современные центральные электрические станции вырабатывают электроэнергию переменного тока, которая через посредство трансформаторов и ЛЭП передается по проводам на большие расстояния к приемникам этой энергии.
Развитие электропромышленности в царской России в значительной степени зависела от иностранного капитала, хотя и возникали небольшие заводы, на которых претворялись в жизнь конструкторские идеи русских инженеров.
После революции данная отрасль встала на самостоятельный путь широкого развития под влиянием необходимости решения больших хозяйственных задач, стоящих тогда перед молодой Советской республикой. Огромным стимулом для широкого развития электротехнической промышленности в то время явился известный всем план электрификации страны.
За короткий срок были созданы новые отрасли электромашиностроения, такие как, например, турбо- и гидрогенераторостроение, массовое производство нормальных машин постоянного и переменного тока, выпуск машин специального назначения, а также производство всевозможных малых электрических машин.
Следует подчеркнуть, что современное машиностроение в своем развитии характеризуется двумя тенденциями: первой и основной из них является производство все более крупных электрических машин, которые устанавливаются на ТЭЦ и ГЭС, ГРЭС для выработки электроэнергии, другой - производство и массовый выпуск всевозможных малых ЭМ постоянного и переменного тока в диапазоне мощностей от нескольких сотен и до малых долей ватта. В настоящее время производство машин представляет собой специальную отрасль электромашиностроения с серийным и массовым выпусками этих машин.
Огромная потребность в различных малых электрических машинах указанного диапазона мощностей вызвана широким развитием автоматизации производственных процессов в промышленности и различных механизмов управления в специальной технике, на самолетах, в ракетостроении и других движущихся объектах, а также массовым применением этих машин для других целей, как в промышленности и специальной технике, так и в домашнем быту.
Изучение действия и устройства, а также рабочих свойств электрических машин и трансформаторов и возможностей их применения для перечисленных областей техники и является основной задачей настоящего курса электрических машин.
Всю историю развития электрических машин можно условно подразделить на три этапа. Первый период (с 1831 по 1867 г.). Так как первыми генераторами электрической энергии являлись гальванические элементы, дававшие постоянный ток, то все ученые этого времени, оперировавшие с гальваническими батареями, приборами и аппаратами постоянного тока, стремились и от электрической машины получить постоянный ток. Поэтому этот период характеризуется в основном тем, что эти машины являлись генераторами постоянного тока для лабораторных целей и почти не имели промышленного применения.
Первые электрических машин в качестве генераторов постоянного тока строились обычно с постоянными магнитами и назывались МАГНИТОЭЛЕКТРИЧЕСКИМИ. Мощность их была мала, и, следовательно, они могли служить в качестве физических приборов. Значительным шагом вперед было применение в электрических машин электромагнитов. Такие машины получили название ЭЛЕКТРОМАГНИТОЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ.
Второй период (с 1867 по 1891). Данный период в истории развития электрических машин характеризуется широким использованием принципа самовозбуждения машины постоянного тока для создания машин промышленного назначения. Явление самовозбуждения машины постоянного тока получило название ДИНАМОЭЛЕКТРИЧЕСКОГО принципа. С 1867г. эта машина получила на практике широкое применение и развитие. Созданную на основе нового принципа машину постоянного тока назвали, в отличие от существующих тогда, ДИНАМОЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ МАШИНОЙ. Впоследствии производный термин стал ДИНАМОМАШИНА. Однако последний термин, как устаревший, ныне уже не применяется и заменен термином электрическая машина.
Период с 1867 по 1885г. в истории электрических машин был периодом широкого развития и внедрения в промышленность машины постоянного тока. В 1885 г. появился трансформатор с замкнутой магнитной цепью, но до 1891 г. однофазный переменный ток используется только для освещения.
Третий период (с 1891 г. и по настоящее время). Начало третьему периоду в истории развития электрических машин было положено применением в 1891 г. первых трехфазных асинхронных двигателей. В течении этого периода происходит постепенное вытеснение постоянного тока как в области генерирования, так и распределения электрической энергии для механических целей. В результате этого после 1900 г. трехфазный переменный ток начинает преобладать над постоянным током, и в настоящее время он занимает господствующее положение в современных электроэнергетических установках. Все современные центральные электрические станции вырабатывают электроэнергию переменного тока, которая через посредство трансформаторов и ЛЭП передается по проводам на большие расстояния к приемникам этой энергии.
Развитие электропромышленности в царской России в значительной степени зависела от иностранного капитала, хотя и возникали небольшие заводы, на которых претворялись в жизнь конструкторские идеи русских инженеров.
После революции данная отрасль встала на самостоятельный путь широкого развития под влиянием необходимости решения больших хозяйственных задач, стоящих тогда перед молодой Советской республикой. Огромным стимулом для широкого развития электротехнической промышленности в то время явился известный всем план электрификации страны.
За короткий срок были созданы новые отрасли электромашиностроения, такие как, например, турбо- и гидрогенераторостроение, массовое производство нормальных машин постоянного и переменного тока, выпуск машин специального назначения, а также производство всевозможных малых электрических машин.
Следует подчеркнуть, что современное машиностроение в своем развитии характеризуется двумя тенденциями: первой и основной из них является производство все более крупных электрических машин, которые устанавливаются на ТЭЦ и ГЭС, ГРЭС для выработки электроэнергии, другой - производство и массовый выпуск всевозможных малых ЭМ постоянного и переменного тока в диапазоне мощностей от нескольких сотен и до малых долей ватта. В настоящее время производство машин представляет собой специальную отрасль электромашиностроения с серийным и массовым выпусками этих машин.
Огромная потребность в различных малых электрических машинах указанного диапазона мощностей вызвана широким развитием автоматизации производственных процессов в промышленности и различных механизмов управления в специальной технике, на самолетах, в ракетостроении и других движущихся объектах, а также массовым применением этих машин для других целей, как в промышленности и специальной технике, так и в домашнем быту.
Изучение действия и устройства, а также рабочих свойств электрических машин и трансформаторов и возможностей их применения для перечисленных областей техники и является основной задачей настоящего курса электрических машин.