Elektrisko mašīnu pamati

Literatūra A.Zviedris Elektriskās mašīnas. Rīga, Zvaigzne, J.Dirba, K.Ketners, N.Levins, V.Pugačevs Transporta elektriskās mašīnas. Rīga, RTU, 2001 (vai Jumava, 2002) J.Dirba, E.Ketnere, K.Ketners Enerģētisko sistēmu transformatori. Rīga, RTU, J.Danilovs, K.Lotockis Elektriskās mašīnas. Rīga, Zvaigzne, 1975

Literatūra A.Lielturks Elektriskās mašīnas. Rīga, Zvaigzne, G.Ranka Elektriskās mašīnas. Rīga,VAS Latvijas dzelzceļš, E.Ketnere, N.Roldugina Elektriskas mašīnas. Laboratorijas darbu uzdevumi un metodiskie norādījumi. Rīga, RTU,2005

Literatūra (krievu val.) 1. А.И. Вольдек Электрические машины. Ленинград, «Энергия», М.М. Кацман Электрические машины. М. «Академия», М.М. Кацман Лабораторные работы по электрическим машинам и электроприводу. М. «Академия», М.М. Кацман Сборник задач по электрическим машинам. М. «Академия»,2003

Literatūra (angļu val.) 1. George McPherson, Robert D. Laramore An Introduction to Electrical Machines and Transformers (second edition), Hamilton Printing Company, USA, Theodore Wildi Electrical Machines, Drivers and Power Systems. Third edition, Prentice Hall International Editions

Elektrisko mašīnu raksturojums Elektriskas mašīnas (EM) ir ierīces, kas paredzētas mehāniskas enerģijas pārveidošanai elektroenerģijā, vai elektroenerģijas pārveidošanai mehāniskajā, vai atsevišķu elektroenerģijas parametru pārveidošanai..

Elektriskas mašīnas, kas mehānisko enerģiju pārveido elektroenerģijā sauc par elektromašīnu ģeneratoriem. Tos darbina tvaika turbīnas, gasturbīnas vai hidroturbīnas, iekšdedzes vai cita veida primārie dzinēji

EM, kas elektroenerģiju pārveido mehāniskajā sauc par elektrodzinējiem jeb elektromotoriem. Tie darbina dažādus ražošanas mehānismus, elektrificēto transportu un citas iekārtas.

Elektriskās mašīnas plaši izmanto dažādu transporta veidu spēka enerģētikā: dīzeļlokomotīvēs un elektrovilcienos, tramvajos un trolejbusos, uz kuģiem un aviācijā, automobiļos un citur. Šīm mašīnām piemīt liela specifika konstrukciju, ekspluatācijas un remonta jautājumos. EM izmanto arī strāvas veida, sprieguma, frekvences un citu parametru pārveidošanai. Šādus mašīnas sauc par elektromašīnu pārveidotājiem. Pie tām pieskaita arī transformatorus.

Jebkuras EM, izņemot transformatorus, galvenās sastāvdaļas ir stators un rotors, kuri viens no otra atdalīti ar gaisa spraugu. Stators – nekustīga daļa, rotors – rotējoša daļa. Transformators ir statisks elektromagnētisks aparāts un tam nav EM raksturīgo rotējošo daļu. Līdzstrāvas mašīnu raksturīga daļa ir kolektors, kas līdzstrāvas ģeneratoros maiņspriegumu pārveido līdzspriegumā, bet dzinējos – otrādi. Retāk lieto maiņstrāvas kolektormašīnas, kuras ir ekspluatācijā mazāk drošas, nekā bezkolektoru maiņstrāvas mašīnas

Elektrisko mašīnu klasifikācija : atkarībā no elektriskas mašīnas galvenajā (darbā) tinumā plūstošas strāvas veida izšķir Atkarībā no magnētiskā lauka un rotora rotācijas frekvences maiņstrāvas EM iedala EM Maiņstrāvās EMLīdzstrāvās EM Sinhronās M (minētas frekvences ir vienādas) Asinhronās M (minētas frekvences dažādas) Transformatori Ar izvirzītajiem poliem (p=1 2) Ar neizvirzītajiem poliem (p 3) Ar īsslēgto rotoru Ar fāžu rotoru Universālās EM Pēc rotora konstrukcijas EM izšķir:

maiņstrāvas EM izšķir EM vienfāzesdaudzfāzes trīsfāžu (visbiežāk lieto) divfāžun - fāžu Pēc fāžu skaita

HorizontāliVertikāli Pēc rotora konfigurācijas EM izšķir: Elektriskās mašīnas Ar ārējo rotoru Ar iekšējo rotoru Diska veida Cilindra veida Pēc rotora novietojumā EM izšķir: Pēc vārpstas novietojumā EM izšķir:

konstrukcija Elektriskās mašīnas Svārstošās Pēc kustības rakstura EM izšķir : Pārveidotājs Ģe ner ator s Netieša izmantošana Tieša izmantošana (el.-meh. izm.) Pēc izmantošanas : Rotējošās Dzi nējs El- maš in. pār vei dot ājs Regulatori Tehniskā izmantošana El- maš in. bre mz e El- maši n. taho metr is El- maš in. ģen erat ors El- maši n. 1idz inātā js El- maši n. pasti prin ātājs El- maši n. ieros inātā js El- maši n. kom pens ātors Tra nsf orm ator s

Elektrisko mašīnu vēsture Tās sakumu var attiecināt uz 1831.gadu, kad angļu zinātnieks Maikls Faradejs atklāja elektromagnētiskās indukcijas likumu. Šis atklājums ieguva milzīgu zinātnisku un praktisku nozīmi un kļuva par visas mūsdienu elektrotehnikas pamatu gadā krievu zinātnieks akadēmiķis E.Lencs vispārināja Faradeja atklāto elektromagnētiskās indukcijas likumu un formulēja to, kā fizikā pazīstamo Lenca likumu. Akadēmiķis Lencs atklāja t.s. apgriežamības principu, proti, ka elektriskā enerģija var pārveidoties mehāniskajā un otrādi – mehāniskā enerģija pārveidojas elektriskajā. Lencs izskaidroja arī enkura reakcijas parādību, tādējādi radot elektrisko mašīnu teorijas pamatus. Krievu zinātnieks akademiķis B. Jakobi 1834.gadā izgudroja pasaulē pirmo līdzstrāvas dzinēju ar rotējošo enkuru, bet gadā uzbūvēja elektrodzinēju un izmantoja to par laivas dzinēju. Elektrisko mašīnu turpmākā attīstība virzījās pa līdzstrāvas mašīnu pilnveidošanas ceļu. Krievu izgudrotājs P.Jabločkovs 1876.gadā izveidoja pasaulē pirmo vienfāzes transformatoru ar pārtraukto tērauda serdi un izmantoja to paša izgudrotās maiņstrāvas loka spuldzes – Jabločkova sveces barošanai. Jabločkovs ir arī pirmais izmantojis maiņstrāvu praktiskajā elektrotehnikā. Par maiņstrāvas praktiskās izmantošanas sākumu var uzskatīt 1889.gadu, kad izcilais krievu izgudrotājs M. Doļivo-Dobrovoļskis uzbūvēja pasaulē pirmo trīsfāžu asinhrono dzinēju un pirmo trīsfāžu transformatoru. Elektrisko mašīnu darbība pamatojas uz elektromagnētiskās indukcijas parādību un elektromagnētisko spēku darbību.

Elektrisko mašīnu teorijas pamatlikumi

1. Elektromagnētiskās indukcijas likums Vadītājā (kontūrā), kas pārvietojas magnētiskajā laukā un šķeļ šī lauka spēka līnijas, inducējas elektrodzinējspēks – EDS. Ja vadītājs pārvietojas perpendikulāri magnētiskajām spēka līnijām, tad saskaņa ar elektromagnētiskās indukcijas likumu vadītājā inducētā EDS momentāno vērtību nosaka pēc formulas, kur e – EDS momentānā vērtība (V); B – magnētiskā indukcija (T); l – vadītāja aktīvais garums (tās vadītāja daļas garums, kura šķeļ magnētiskā lauka spēka līnijas), (m); v – vadītāja pārvietošanās ātrums attiecībā pret magnētisko lauku (m/s).

2. Kreisās rokas likums : ja kreisās rokas plaukstu novieto magnētiskajā laukā pretī magnētiskajām spēka līnijām un četri izstieptie pirksti norāda vadītājā inducētās strāvas virzienu, tad plaukstas plaknē 90° leņķī atliektais īkšķis rāda elektromagnētiskā spēka F virzienu.

3. Labās rokas likums: Ja labās rokas plaukstu novieto magnētiskajā laukā pretī magnētiskajām spēka līnijām un plaukstas plaknē 90° leņķī atliekto īkšķi vērš vadītāja kustības virzienā, tad pārējie plaukstas plaknē izstieptie pirksti rāda vadītāja inducētā EDS virzienu.

No novērotāja vērstā EDS un strāvas virzienu vada šķēlumā pieņemts apzīmēt ar krustiņu (+), bet uz novērotāju – ar punktu (·).

4. Svārpsta likums ja svārpsts it kā ieskrūvējas vadītājā strāvas virzienā, tad svārpsta griezes kustības virziens sakrīt ar strāvas radītā magnētiskā lauka spēka līniju virzienu.

Ja strāva vadā vērsta no novērotāja, tad atbilstoši svārpsta likumam spēka līnijas ap vadu vērstas pulksteņa rādītāju kustības virzienā. Polu un ap vadu radītā lauka rezultējošais magnētiskais lauks vada labajā pusē pastiprinās, bet kreisajā pusē pavājinās. Uz vadu darbojas spēks, kas tiecas to pārvietot pavājinātā magnētiskā lauka virzienā, t.i., pa kreisi.

No aplūkotajiem elektrotehnikas pamatlikumiem var secināt, kā elektriskās mašīnas ir atgriezeniskas, t.i., ja magnētiskajā laukā griež vijumu, tajā inducējas EDS, bet, ja vijumā plūst strāva, tad vijums magnētiskajā laukā griežas.

Elektrisko mašīnu pamati Laboratorijas darbi (pēc jaunas grāmatiņas): Nr 1,3, 8, 9 Pēc vecās grāmatiņas : Nr. 1,6, 10, 11