3. Механические и электромеханичес-

КИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЕЙ

3.1. Электромеханическое преобразование электрической энергии в механическую

Все электрические машины представляют собой электромеханический преобразователь для преобразования

электрической энергии в механическую и обратно в элек-трическую, хотя и могут конструктивно отличаться друг от друга. Все дело в том, что они подчиняются одним законам электромеханического преобразования энергии.

Сформулируем три таких закона [8,9]:

1). Электромеханическое преобразование энергии не может осуществляться с КПД, равным 100 %.

2).Все электромеханические преобразователи (ЭМП) обратимы, то есть могут работать как в двигательном, так и в генера-

торном режимах.

Одним из следствий первого и второго законов является определение ЭМП как концентраторов энергии. В индуктивных электрических машинах электромагнитная энергия концентрируется в воздушном зазоре между статором и ротором. Например, в асинхронных двигателях мощность воздушного зазора составляет примерно 0,5 Вт на куб. мм.

3). Электромеханическое преобразование энергии осуще-

25

ствляется полями, неподвижными друг относительно друга.

Третий закон облегчает анализ процессов преобразова-

ния в ЭМП, на его основе производится запись уравнений электромеханического преобразования энергии.

Общие законы электромеханического преобразо-вания энергии позволяют подходить к математическому описанию происходящих физических процессов с общих позиций электромеханики, например, рассматривая, электромеханичес- кий преобразователь энергии (ЭМПЭ) в качестве электроме-

ханического многополюсника, на вход которого поступают управляющие воздействия в виде напряжений по числу обмоток, а на выходе получают электромагнитный момент M, вращающий ротор со скоростью (рис. 3.1).

Представление электродвигателя в виде электромеханического преобразователя удобно тем, что дает возможность увязать в единое целое параметры механической части через M и  и электрическую систему управления через напряжения U₁, U₂, , U_n, изучая их совместное

Рис. 3.1. Электромеханическое преобразование

энергии

влияние на работу электропривода. Обмен между электрической и механической энергией посредством энергии, запасенной в магнитном поле, есть непосредственное проявление процесса преобразования энергии.

Из теории электрических машин известно, что:

1) для непрерывного преобразования энергии необдимо, чтобы

при по всем или части обмоток машины протекали переменные токи, которые могут быть получены от источников

26

переменного тока, а для двигателей постоянного тока (ДПТ)  за счет коллектора или вентильного коммутатора;

2) электромеханическая связь в электродвигателе проявляется в наличии результирующей электродвижущей силы (ЭДС), наведенной в обмотках машины, вследствие вращения

ротора;

3) процесс преобразования энергии в электрической

машине математически описывается совокупностью уравнений электрического равновесия обмоток машины и уравнением электромагнитного момента.