Wszystkie maszyny elektryczne działają zgodnie z prawem indukcji elektromagnetycznej, a także z prawem interakcji przewodnika z prądem i polem magnetycznym.
Maszyny elektryczne według rodzaju mocy są podzielone na samochody prądu stałego i przemiennego. Prąd stały jest wytwarzany przez zasilacze bezprzerwowe. W przypadku maszyn prądu stałego właściwość odwracalności jest charakterystyczna. Oznacza to, że mogą pracować zarówno w trybie silnika, jak i generatora. Ta okoliczność może być wyjaśniona z punktu widzenia podobnych zjawisk w działaniu obu maszyn. Bardziej szczegółowo cechy konstrukcyjne silnika i generatora zostaną rozważone dalej.
Silnik
Silnik jest przeznaczony do zamiana energii elektrycznej na mechaniczną. W produkcji przemysłowej silniki stosowane są jako napędy maszyn i inne mechanizmy będące częścią procesów technologicznych. Silniki stosuje się również w sprzęcie AGD, na przykład w pralce..
Silnik prądu stałego
Gdy przewodnik znajduje się w polu magnetycznym w postaci zamkniętej ramy, siły przyłożone do ramy spowodują obrót tego przewodu. W takim przypadku porozmawiamy najprostszy silnik.
Jak wspomniano wcześniej, silnik prądu stałego jest zasilany z zasilaczy bezprzerwowych, na przykład z akumulatora, zasilacza. Silnik ma uzwojenie wzbudzenia. W zależności od połączenia wyróżnia się silniki z niezależnym i samowzbudzeniem, które z kolei mogą być sekwencyjne, równoległe i mieszane.
Silnik prądu przemiennego jest podłączony z sieci elektrycznej. W oparciu o zasadę działania silniki dzielą się na synchroniczne i asynchroniczne.
Silnik indukcyjny
Główną różnicą silnika synchronicznego jest obecność uzwojenia na wirującym wirniku, a także istniejący mechanizm szczotkowy do dostarczania prądu do uzwojeń. Wirnik obraca się synchronicznie z obrotem pola magnetycznego stojana. Stąd silnik ma nazwę.
Ważnym warunkiem w silniku indukcyjnym jest to rotacja wirnika powinna być wolniejsza niż rotacja pola magnetycznego. Jeśli to wymaganie nie jest przestrzegane, indukcja siły elektromotorycznej i występowanie prądu elektrycznego w wirniku jest niemożliwe.
Silniki asynchroniczne są używane częściej, ale mają jedną istotną wadę - bez zmiany częstotliwości prądu nie można kontrolować prędkości obrotowej wału. Ten warunek nie pozwala na osiągnięcie obrotu o stałej częstotliwości. Kolejną istotną wadą jest ograniczenie maksymalnej prędkości obrotowej (3000 rpm.).
W przypadkach, w których konieczne jest osiągnięcie stałej prędkości obrotowej wału, możliwość jego regulacji, a także osiągnięcie prędkości obrotowej przekraczającej maksymalną możliwą dla silników indukcyjnych, silników synchronicznych.Generator
Przewodnik poruszający się między dwoma biegunami magnetycznymi przyczynia się do pojawienia się siły elektromotorycznej. Kiedy przewodnik jest zamknięty, wówczas pod wpływem siły elektromotorycznej powstaje w nim prąd. Działanie opiera się na tym zjawisku. generator elektryczny.
Alternator
Generator jest w stanie generować energię elektryczną z energii cieplnej lub chemicznej. Jednak najczęściej stosowane są generatory przetwarzające energię mechaniczną na energię elektryczną..
Główne elementy generatora prądu stałego:
- Kotwica wirnika.
- Stojan, na którym znajduje się cewka wzbudzenia.
- Obudowa.
- Bieguny magnetyczne.
- Montaż kolektora i szczotki.
Generatory prądu stałego nie są używane tak często. Główne obszary ich zastosowania: pojazdy elektryczne, falowniki spawalnicze, a także turbiny wiatrowe.
Generator prądu stałego
Alternator ma podobną konstrukcję do alternatora, ale różni się budową zespołu kolektora i uzwojeniami na wirniku.
Obwód alternatora
Podobnie jak w przypadku silników, generatory mogą być synchroniczne i asynchroniczne. Różnica między tymi generatorami polega na budowie wirnika. Synchroniczne cewki indukcyjne są umieszczone na wirniku, a asynchroniczny generator do lokalizacji uzwojenia na wale ma specjalne rowki.
Generatory synchroniczne stosuje się, gdy konieczne jest zapewnienie prądu o wysokiej mocy rozruchowej przez krótki okres czasu, przekraczając wartość nominalną. Zastosowanie generatorów asynchronicznych jest bardziej zapewnione w życiu codziennym, do zasilania urządzeń gospodarstwa domowego, a także do oświetlenia, ponieważ energia elektryczna jest wytwarzana prawie bez zakłóceń.Jaka jest różnica między generatorem a silnikiem?
Podsumowując, należy zauważyć, że działanie silników i generatorów opiera się na ogólnej zasadzie indukcji elektromagnetycznej. Konstrukcja tych maszyn elektrycznych jest podobna, ale istnieje różnica w konfiguracji wirnika.
Główną różnicą jest funkcjonalny cel generatora i silnika: silnik wytwarza energię mechaniczną, zużywając energię elektryczną, a generator, wręcz przeciwnie, wytwarza energię elektryczną, zużywając energię mechaniczną lub inny rodzaj energii.
