Voir également:
• (Document)
• Katsman M.M. Machines électriques (Document)
• Stand D.A. Machines électriques sans contact (Document)
• Katsman M.M. Machines électriques Appareils d'instruments et automatisation (Document)
• Kritstein A.M. Compatibilité électromagnétique dans l'industrie de l'électricité : un guide d'étude (document)
• Andrianov V.N. Machines et appareils électriques (Document)
• Katsman M.M. Manuel des machines électriques (document)
• German-Galkin S.G., Kardonov G.A. Voiture électrique. Laboratoires PC (Document)
• Kochegarov B.E., Lotsmanenko V.V., Oparin G.V. Machines et appareils électroménagers. Didacticiel. Partie 1 (Document)
• Kopylov I.P. Manuel des machines électriques Volume 1 (Document)
• Kritstein A.M. Machines électriques (Document)

n1.doc

introduction

§ EN 1. Nomination de machines électriques et transformateurs

L'électrification est réalisée au moyen de produits électriques fabriqués par l'industrie électrique. La branche principale de cette industrie est ingénierie électrique, engagée dans le développement et la production de machines électriques et de transformateurs.

Voiture électrique est un appareil électromécanique qui convertit l'énergie mécanique et électrique. L'énergie électrique est produite dans les centrales électriques par des machines électriques - des générateurs qui convertissent l'énergie mécanique en énergie électrique. La majeure partie de l'électricité (jusqu'à 80%) est produite dans des centrales thermiques, où, lors de la combustion de combustibles chimiques (charbon, tourbe, gaz), l'eau est chauffée et convertie en vapeur haute pression... Ce dernier alimente la turbine où, en se dilatant, il entraîne en rotation le rotor de la turbine ( l'énérgie thermique dans la turbine est converti en mécanique). La rotation du rotor de la turbine est transmise à l'arbre du générateur (générateur à turbine). À la suite de processus électromagnétiques dans le générateur, l'énergie mécanique est convertie en énergie électrique.

Le processus de production d'électricité dans les centrales nucléaires est similaire au thermique, à la seule différence qu'au lieu de combustible chimique, le nucléaire est utilisé.

Le processus de production d'électricité dans les centrales hydrauliques est le suivant : l'eau soulevée par le barrage jusqu'à un certain niveau est déversée dans Roue de travail turbines hydrauliques; L'énergie mécanique résultante est transmise par la rotation de la roue de turbine à l'arbre d'un générateur électrique, dans lequel l'énergie mécanique est convertie en énergie électrique.

Dans le processus de consommation d'énergie électrique, elle est convertie en d'autres types d'énergie (thermique, mécanique, chimique). Environ 70 % de l'électricité est utilisée pour entraîner des machines-outils, des mécanismes, des véhicules, c'est-à-dire pour la convertir en énergie mécanique. Cette transformation est réalisée par des machines électriques - moteurs électriques.

Le moteur électrique est l'élément principal de l'entraînement électrique des machines de travail. Une bonne contrôlabilité de l'énergie électrique, la simplicité de sa distribution ont permis d'utiliser largement dans l'industrie un entraînement électrique multimoteur de machines de travail, lorsque les maillons individuels d'une machine de travail sont entraînés par des moteurs indépendants. L'entraînement multimoteur simplifie grandement le mécanisme de la machine de travail (le nombre de transmissions mécaniques reliant les maillons individuels de la machine est réduit) et crée de grandes opportunités dans l'automatisation de divers processus technologiques. Les moteurs électriques sont largement utilisés dans les transports en tant que moteurs de traction qui entraînent des paires de roues de locomotives électriques, de trains électriques, de trolleybus, etc.

Récemment, l'utilisation de machines électriques de faible puissance - des micromachines d'une capacité allant de quelques fractions à plusieurs centaines de watts - a considérablement augmenté. De telles machines électriques sont utilisées dans les dispositifs d'automatisation et de calcul.

Une classe spéciale de machines électriques est constituée de moteurs pour appareils électroménagers - aspirateurs, réfrigérateurs, ventilateurs, etc. La puissance de ces moteurs est faible (de l'unité à des centaines de watts), la conception est simple et fiable, et ils sont fabriqués en grande quantité.

L'énergie électrique produite dans les centrales doit être transférée vers les lieux de sa consommation, principalement vers les grands centres industriels du pays, qui se trouvent à plusieurs centaines, et parfois à des milliers de kilomètres des centrales électriques puissantes. Mais il ne suffit pas de transférer de l'électricité. Elle doit être répartie entre de nombreux consommateurs différents - entreprises industrielles, transports, bâtiments résidentiels, etc. L'électricité est transmise sur de longues distances à haute tension (jusqu'à 500 kV et plus), ce qui garantit des pertes électriques minimales dans les lignes électriques. Par conséquent, dans le processus de transmission et de distribution d'énergie électrique, il est nécessaire d'augmenter et de diminuer à plusieurs reprises la tension. Ce processus est effectué au moyen de dispositifs électromagnétiques appelés transformateurs. Le transformateur n'est pas une machine électrique, puisque son travail n'est pas associé à la conversion d'énergie électrique en énergie mécanique et vice versa ; il ne convertit que la tension de l'énergie électrique. De plus, le transformateur est un appareil statique et il ne contient aucune pièce mobile. Cependant, les processus électromagnétiques qui se produisent dans les transformateurs sont similaires à ceux qui se produisent pendant le fonctionnement des machines électriques. De plus, voiture électrique et les transformateurs sont caractérisés par une nature unique des processus électromagnétiques et énergétiques résultant de l'interaction d'un champ magnétique et d'un conducteur avec le courant. Pour ces raisons, les transformateurs font partie intégrante du cursus des machines électriques.

La branche de la science et de la technologie traitant du développement et de la production de machines électriques et de transformateurs est appelée ingénierie électrique.Base théorique L'électrotechnique a été fondée en 1821 par M. Faraday, qui a établi la possibilité de convertir l'énergie électrique en énergie mécanique et a créé le premier modèle de moteur électrique. Rôle important dans le développement du génie électrique étaient les travaux des scientifiques D. Maxwell et E. H. Lenz. L'idée de la transformation mutuelle des énergies électriques et mécaniques a été développée dans les travaux des scientifiques russes exceptionnels B.S.Yakobi et M.O.Dolivo-Dobrovolsky, qui ont développé et créé des conceptions de moteurs électriques adaptés à une utilisation pratique. De grands services dans la création de transformateurs et leur application pratique appartiennent au remarquable inventeur russe P.N. Yablochkov. Au début du 20ème siècle, tous les principaux types de machines électriques et de transformateurs ont été créés et les fondements de leur théorie ont été développés.

Actuellement, la construction de machines électriques domestiques a obtenu un succès significatif. Si au début de ce siècle en Russie, il n'y avait en fait pas de construction de machines électriques en tant que branche indépendante de l'industrie, alors au cours des 50 à 70 dernières années, une branche de l'industrie électrique a été créée - la construction de machines électriques, capable de satisfaire les besoins de notre économie nationale en développement dans les machines électriques et les transformateurs. Ont été formés du personnel de constructeurs de machines électriques qualifiés - scientifiques, ingénieurs, techniciens.

D'autres progrès techniques définissent la tâche principale comme la consolidation du succès de l'électrotechnique par la mise en œuvre pratique des dernières réalisations de l'électrotechnique dans le développement réel de dispositifs d'entraînement électrique pour les appareils et produits industriels. appareils ménagers... La mise en œuvre de cela nécessite le transfert de la production vers une voie de développement à prédominance intensive. La tâche principale est d'augmenter le rythme et l'efficacité du développement économique sur la base de l'accélération du progrès scientifique et technologique, du rééquipement technique et de la reconstruction de la production, de l'utilisation intensive du potentiel de production créé. L'électrification de l'économie nationale jouera un rôle important dans la résolution de ce problème.

Dans le même temps, il est nécessaire de prendre en compte les exigences environnementales croissantes des sources d'électricité et, parallèlement à manières traditionnelles développer des méthodes (alternatives) respectueuses de l'environnement pour produire de l'électricité en utilisant l'énergie du soleil, du vent, des marées, des sources thermales. Largement mis en œuvre systèmes automatisés dans diverses sphères de l'économie nationale. L'élément principal de ces systèmes est un entraînement électrique automatisé. Par conséquent, il est nécessaire d'augmenter la production d'entraînements électriques automatisés à un rythme accéléré.

Dans le cadre du développement scientifique et technologique grande importance acquérir des travaux liés à l'amélioration de la qualité des machines électriques et des transformateurs fabriqués. La solution à ce problème est outil important développement de la coopération économique internationale. Les établissements universitaires concernés et entreprises industrielles En Russie, des travaux sont en cours pour créer de nouveaux types de machines électriques et de transformateurs répondant aux exigences modernes en matière de qualité et d'indicateurs techniques et économiques des produits.

§ EN 2. Machines électriques - convertisseurs d'énergie électromécaniques

Riz. EN 1. Sur les notions de "générateur élémentaire" (une) et "moteur élémentaire" (b)

Lors du fonctionnement d'une machine électrique en mode générateur, l'énergie mécanique est convertie en énergie électrique. La nature de ce processus est expliquée loi elekinduction thromagnétique : si force extérieure F agir sur un conducteur placé dans un champ magnétique et le déplacer (Fig.B.1, a), par exemple, de gauche à droite perpendiculairement au vecteur induction V champ magnétique avec une vitesse , alors une force électromotrice (FEM) sera induite dans le conducteur

E = boul,(B.1)

où dans - induction magnétique, T; l est la longueur active du conducteur, c'est-à-dire la longueur de sa partie située dans le champ magnétique, m; ?? - vitesse de déplacement du conducteur, m / s.

Riz. EN 2. Règles main droite et main gauche

Pour déterminer la direction de l'EMF, vous devez utiliser la règle de la "main droite" (Fig. B.2, une). En appliquant cette règle, nous déterminons la direction de la CEM dans le conducteur (de nous). Si les extrémités du conducteur sont court-circuitées à la résistance externe R (consommateur), puis sous l'action de la CEM dans le conducteur, un courant de même sens va se produire. Ainsi, un conducteur dans un champ magnétique peut être considéré dans ce cas comme élémentaireGénérateur.

En raison de l'interaction du courant je avec un champ magnétique, une force électromagnétique agissant sur le conducteur se produit

F EM = BlI... (EN 2)

Direction de la force F EM peut être déterminé par la règle de la "main gauche" (Fig. C.2, b ). Dans le cas considéré, cette force est dirigée de droite à gauche, c'est-à-dire opposé au mouvement du conducteur. Ainsi, dans le générateur élémentaire considéré, la force F EM freine par rapport à la force motrice F .

Avec un mouvement uniforme du conducteur F = F EM . En multipliant les deux côtés de l'égalité par la vitesse du conducteur, on obtient

F = FEM

Substituer dans cette expression la valeur de F EM de (B.2) :

F = BlI = EI (V.Z)

Le côté gauche de l'égalité détermine la valeur de la puissance mécanique dépensée pour déplacer le conducteur dans un champ magnétique ; le côté droit est la valeur de la puissance électrique développée en boucle fermée par le courant électrique I. Le signe égal entre ces parties montre que dans le générateur la puissance mécanique dépensée par une force extérieure est convertie en puissance électrique.

Si la force extérieure F ne s'applique pas au conducteur, mais à la tension d'alimentation U de la source d'alimentation de sorte que le courant I dans le conducteur a le sens indiqué sur la Fig. B.1, b , alors seule la force électromagnétique F EM agira sur le conducteur . Sous l'influence de cette force, le conducteur commencera à se déplacer dans un champ magnétique. Dans ce cas, une CEM est induite dans le conducteur avec une direction opposée à la tension U. Ainsi, une partie de la tension U, appliqué au conducteur, l'EMF est équilibré E, induite dans ce conducteur, et l'autre partie est la chute de tension dans le conducteur :

U = E + Ir, (B.4)

où r - résistance électrique du conducteur.

On multiplie les deux côtés de l'égalité par le courant je:

UI = ЕI + I 2 r.

Substituer au lieu de E valeur EMF de (B.1), nous obtenons

UI = BlI + I 2 r,

ou, selon (B.2),

IU =F EM  + je 2 r. (À 5)

Il résulte de cette égalité que pouvoir électrique (interface utilisateur), entrant dans le conducteur est partiellement converti en mécanique (F EM  ), et en partie consacrés à la couverture des pertes électriques dans le conducteur ( je 2 r). Par conséquent, un conducteur porteur de courant placé dans un champ magnétique peut être considéré comme élémentmoteur électrique de conteneur.

Les phénomènes considérés permettent de conclure : a) pour toute machine électrique, la présence d'un milieu électriquement conducteur (conducteurs) et d'un champ magnétique, qui ont la possibilité de se déplacer mutuellement, doivent être présentes ; b) lorsqu'une machine électrique fonctionne à la fois en mode générateur et en mode moteur, l'induction de champs électromagnétiques dans le conducteur traversant le champ magnétique, et l'apparition d'une force agissant sur le conducteur dans le champ magnétique, lorsqu'un courant électrique s'écoule à travers elle, sont observés simultanément; c) la transformation mutuelle des énergies mécaniques et électriques dans une machine électrique peut se produire dans n'importe quelle direction, c'est-à-dire une même machine électrique peut fonctionner aussi bien en mode moteur qu'en mode générateur ; cette propriété des machines électriques s'appelle réversibilité. Le principe de la réversibilité des machines électriques a été établi pour la première fois par le scientifique russe E. H. Lenz.

Le générateur et le moteur électriques considérés comme "élémentaires" ne reflètent que le principe de l'utilisation des lois de base et des phénomènes du courant électrique en eux. Quant à la conception, la plupart des machines électriques sont construites sur le principe du mouvement de rotation de leur partie mobile. Malgré la grande variété de conceptions de machines électriques, il est possible d'imaginer une conception généralisée d'une machine électrique. Une telle structure (fig.B.3) est constituée d'une partie fixe 1, appelée stator, et la partie tournante 2, appelée rotorus. Le rotor est situé dans l'alésage du stator et en est séparé par un entrefer. L'une de ces parties de la machine est équipée d'éléments qui excitent un champ magnétique dans la machine (par exemple, un électro-aimant ou un aimant permanent), et l'autre possède un bobinage, que l'on appellera classiquement travailler suravec un écheveau de la machine. La partie fixe de la machine (stator) et la partie mobile (rotor) ont des noyaux en matériau magnétique doux et ont une faible résistance magnétique.

Riz. V.Z. Schéma structurel généralisé d'une machine électrique

Si la machine électrique fonctionne en mode générateur, alors lorsque le rotor tourne (sous l'action du moteur d'entraînement), une CEM est induite dans les conducteurs de l'enroulement de travail et lorsque le consommateur est connecté, électricité... Celui-ci convertit l'énergie mécanique du moteur d'entraînement en énergie électrique. Si la machine est conçue pour fonctionner comme un moteur électrique, l'enroulement de travail de la machine est connecté au secteur. Dans ce cas, le courant généré dans les conducteurs d'enroulement interagit avec le champ magnétique et des forces électromagnétiques se produisent sur le rotor, qui entraînent le rotor en rotation. Où Énergie électrique, consommée par le moteur du réseau, est convertie en énergie mécanique dépensée pour la rotation d'un mécanisme, d'une machine-outil, etc.

Il est également possible de construire des machines électriques dans lesquelles l'enroulement de travail est situé sur le stator et les éléments qui excitent le champ magnétique sont situés sur le rotor. Le principe de fonctionnement de la machine reste le même.

La plage de puissance des voitures électriques est très large - de quelques fractions de watt à des centaines de milliers de kilowatts.

§ V.Z. Classification des machines électriques

Les machines électriques sont également utilisées pour amplifier la puissance des signaux électriques. De telles machines électriques sont appelées amplificateurs de machines électriques. Les machines électriques utilisées pour améliorer le facteur de puissance des consommateurs d'électricité sont appelées compensation synchronetores. Les machines électriques utilisées pour réguler la tension alternative sont appelées régulateurs à inductiontores

Application très polyvalente micromachines dans les dispositifs d'automatisation et de calcul. Ici, les voitures électriques sont utilisées non seulement comme moteurs, mais aussi comme génératrices tachymétriques(pour convertir la vitesse en un signal électrique), selsyns, transformateurs tournants(pour obtenir des signaux électriques proportionnels à l'angle de rotation de l'arbre), etc.

A partir des exemples donnés, on peut voir à quel point la division des machines électriques selon leur destination est diverse.

Considérez la classification des machines électriques selon le principe de fonctionnement, selon lequel toutes les machines électriques sont divisées en brushless et collecteur, différant à la fois par le principe de fonctionnement et la conception. Les machines sans balais sont des machines à courant alternatif. Ils sont divisés en asynchrones et synchrones. Les machines asynchrones sont principalement utilisées comme moteurs, tandis que les machines synchrones sont utilisées à la fois comme moteurs et comme générateurs. Les machines à collecteur sont principalement utilisées pour le fonctionnement à courant continu en tant que générateurs ou moteurs. Seules les machines collectrices de faible puissance sont constituées de moteurs universels capables de fonctionner à la fois à partir du réseau à courant continu et à partir du réseau à courant alternatif.

Les machines électriques du même principe de fonctionnement peuvent différer dans les schémas de connexion ou d'autres caractéristiques qui affectent les propriétés opérationnelles de ces machines. Par exemple, les machines asynchrones et synchrones peuvent être triphasées (connectées à un réseau triphasé), à condensateur ou monophasées. Les machines asynchrones, selon la conception de l'enroulement du rotor, sont divisées en machines à rotor à cage d'écureuil et machines à rotor de phase. Machines synchrones et machines collectrices courant continu selon la méthode de création d'un champ magnétique d'excitation en eux, ils sont divisés en machines avec un enroulement d'excitation et en machines avec aimants permanents... En figue. B.4 présente un schéma de la classification des machines électriques, contenant les principaux types de machines électriques les plus utilisées dans un entraînement électrique moderne. La même classification des machines électriques est à la base de l'étude du cours "Machines électriques".

À
L'URS "Machines électriques" prévoit en plus des machines électriques proprement dites l'étude des transformateurs. Les transformateurs sont des convertisseurs de courant alternatif statiques. L'absence de pièces tournantes confère aux transformateurs une conception qui les distingue fondamentalement des machines électriques. Cependant, le principe d'action des transformateurs, ainsi que le principe de fonctionnement des machines électriques, est basé sur le phénomène d'induction électromagnétique, et donc de nombreuses dispositions de la théorie des transformateurs forment la base de la théorie des machines électriques à courant alternatif.

Les machines électriques et les transformateurs sont les éléments de base de tout système énergétique ou installation, par conséquent, pour les spécialistes travaillant dans la production ou l'exploitation de machines électriques, la connaissance de la théorie et la compréhension de l'essence physique des processus électromagnétiques, mécaniques et thermiques qui se produisent dans les machines électriques et les transformateurs pendant leur fonctionnement sont nécessaires.

] Édition pédagogique. Un manuel pour les étudiants des spécialités de génie électrique des écoles techniques. Deuxième édition, revue et augmentée.
(Moscou : Maison d'édition Vysshaya Shkola, 1990)
Scan : AAW, traitement, format Djv : DNS, 2012

• BREF CONTENU :
  Avant-propos (3).
  Présentation (4).
  Section 1. TRANSFORMATEURS (13).
  Chapitre 1. Le processus de travail du transformateur (15).
  Chapitre 2. Groupes de connexion des enroulements et fonctionnement en parallèle des transformateurs (61).
  Chapitre 3. Transformateurs et autotransformateurs à trois enroulements (71).
  Chapitre 4. Processus transitoires dans les transformateurs (76).
  Chapitre 5. Dispositifs de transformation à des fins spéciales (84).
  Section 2. QUESTIONS GÉNÉRALES DE LA THÉORIE DES MACHINES SANS BALAIS (95).
  Chapitre 6. Principe de fonctionnement des machines AC brushless (97).
  Chapitre 7. Principe du bobinage statorique (102).
  Chapitre 8. Types de base d'enroulements de stator (114).
  Chapitre 9. Force magnétomotrice des enroulements du stator (125).
  Section 3. MACHINES ASYNCHRONES (135).
  Chapitre 10. Modes de fonctionnement et dispositif d'une machine asynchrone (137).
  Chapitre 11. Circuit magnétique d'une machine à induction (146).
  Chapitre 12. Processus de travail du moteur asynchrone triphasé (154).
  Chapitre 13. Couple électromagnétique et caractéristiques de performance d'un moteur à induction (162).
  Chapitre 14. Paramétrage expérimenté et calcul des caractéristiques de performance des moteurs à induction (179).
  Chapitre 15. Démarrage et contrôle de la vitesse des moteurs asynchrones triphasés (193).
  Chapitre 16. Moteurs asynchrones monophasés et à condensateur (208).
  Chapitre 17. Machines asynchrones à usages spéciaux (218).
  Chapitre 18. Les principaux types de moteurs asynchrones produits en série (230).
  Section 4. MACHINES SYNCHRONES (237).
  Chapitre 19. Les méthodes d'excitation et le dispositif des machines synchrones (239).
  Chapitre 20. Champ magnétique et caractéristiques des générateurs synchrones (249).
  Chapitre 21. Fonctionnement en parallèle des générateurs synchrones (270).
  Chapitre 22. Moteur synchrone et compensateur synchrone (289).
  Chapitre 23. Machines synchrones à usage spécial (302).
  Section 5. MACHINES À COLLECTEUR (319).
  Chapitre 24. Principe de fonctionnement et conception des machines à collecteur DC (321).
  Chapitre 25. Enroulements d'induit des machines à courant continu (329).
  Chapitre 26. Le champ magnétique de la machine à courant continu (348).
  Chapitre 27. Commutation dans les machines à courant continu (361).
  Chapitre 28. Générateurs de courant continu à collecteur (337).
  Chapitre 29. Moteurs collecteurs (387).
  Chapitre 30. Machines à courant continu à usages spéciaux (414).
  Chapitre 31. Refroidissement des machines électriques (427).
  Problèmes pour solution indépendante (444).
  Références (453).
  Index des sujets (451).

Résumé de l'éditeur : Le livre examine la théorie, le principe de fonctionnement, le dispositif et l'analyse des modes de fonctionnement des machines électriques et des transformateurs, à la fois généraux et spéciaux, qui se sont répandus dans diverses branches de la technologie. La 2e édition (1ère - 1983) a été complétée par du nouveau matériel correspondant aux approches modernes de la théorie et de la pratique du génie électrique.

Résultats de recherche:

1. Électrique voitures | Katzman MM. | bibliothèque numérique Bookfi

   Voiture électrique . Katsman M.M. Le livre examine la théorie, le principe de fonctionnement, le dispositif et l'analyse des modes de fonctionnement des machines électriques et des transformateurs, à la fois généraux et spéciaux, qui se sont répandus dans diverses branches de la technologie.

   bookfi.net
2. Électrique voitures - Katzman MM.

   Machines électriques - Katsman M.M. télécharger en PDF. Le manuel examine la théorie, le principe de fonctionnement, le dispositif et l'analyse des modes de fonctionnement des machines électriques et des transformateurs, à usage général et spécial, qui se sont répandus dans ...

   11klasov.ru
3. Électrique voitures. Katzman MM.

   Voiture électrique . Katsman M.M. 12e éd. - Moscou : 2013.- 496 p. Le manuel traite de la théorie, du principe de fonctionnement, du dispositif et de l'analyse des modes de fonctionnement des machines électriques.

   alleng.org
4. Électrique voitures lire et Télécharger gratuit ... / Elek.ru

   Le livre "Machines électriques" peut être utile aux étudiants des spécialités électrotechniques.

   www.elec.ru
5. Télécharger Katzman MM. - Électrique voitures

   Voiture électrique . Katsman M.M. Il est utilisé comme support pédagogique dans la discipline « Génie électrique » dans les écoles secondaires professionnelles. Le livre examine la théorie, le principe de fonctionnement, le dispositif et l'analyse du fonctionnement des machines électriques et ...

   mexalib.com
6. Katzman MM. Électrique voitures

   Concepts généraux Machines asynchrones Machines synchrones Machines à courant continu Dysfonctionnements et pannes des machines électriques Exécution constructive machines électriques selon le mode d'installation.

   Katsman M.M. Collection de problèmes pour les machines électriques.

   www.studmed.ru
7. Électrique voitures... Cahier de texte. pour l'électrotechnique. moyenne spécialiste.

   Katsman M.M. Le livre examine la théorie, le principe de fonctionnement, le dispositif et l'analyse des modes de fonctionnement des machines électriques et des transformateurs, à la fois à usage général et spécial.

   MACHINES ELECTRIQUES Quatrième édition, revue et augmentée.

   b-ok.org
8. Katzman MM. Électrique voitures- Tout pour l'étudiant

   Manuel pour les étudiants. institutions d'environnements, prof. éducation. - 12e éd., Effacé. - M. : Académie, 2013 .-- 496 p. ISBN 978-5-7695-9705-3. Le manuel examine la théorie, le principe de fonctionnement, le dispositif et l'analyse des modes de fonctionnement. électrique Machines

   www.twirpx.com
9. Katzman MM. Électrique voitures- Tout pour l'étudiant

   Cahier de texte. - M. : Lycée, 2003.-- 463 p. (18 dossiers). Le livre examine la théorie, le principe de fonctionnement, le dispositif et l'analyse des modes de fonctionnement. électrique Machines et transformateurs à usage général et spécial...

   www.twirpx.com
10. Katzman MM. Électrique voitures

    Machines électriques asynchrones et synchrones, machines électriques à courant continu, machines électriques spéciales.

    Le manuel présente les tâches sous la forme de test du bloc "Machines asynchrones" de la discipline "Machines électriques" pour huit ...

    www.studmed.ru
11. Lecteur de livres - Électrique voitures (Katzman MM.)

    Machines électriques (Katsman M.M.)

    bookre.org
12. Télécharger Électrique voitures - Katzman MM.

    Machines électriques Katsman M.M. Manuel de l'ingénieur en énergie AI Panfilov, VI Engovatov Pour laisser un avis au nom de, Inscrivez-vous ou entrez sur le site.

    padabum.net
13. Katzman MM. Électrique voitures- Tout pour l'étudiant

    Katsman M.M. Voiture électrique . Fichier PDF. taille de 23,49 Mo.

    Machines électriques pour communication synchrone. Moteurs exécutifs asynchrones.

    Pour télécharger ce fichier, inscrivez-vous et/ou entrez sur le site en utilisant le formulaire ci-dessus.

    www.twirpx.com
14. Katzman MM. Électrique voitures- Tout pour l'étudiant

    Un manuel pour les environnements étudiants. prof. les établissements d'enseignement... - 3e éd., Rév. - M. : Lycée, 2000. - 463 p. : ill. Le livre examine la théorie, le principe de fonctionnement, le dispositif et l'analyse des modes de fonctionnement. électrique Machines et les transformateurs comme un commun ...

    www.twirpx.com
15. Katzman MM. Électrique voitures

    Le livre examine la théorie, le principe de fonctionnement, le dispositif et l'analyse des modes de fonctionnement des machines électriques et des transformateurs, à la fois généraux et spéciaux, qui se sont répandus dans diverses branches de la technologie.

    www.studmed.ru
16. Télécharger Électrique voitures - Katzman MM.

    Voiture électrique . Auteur. Katsman M.M. Éditeur. Lycée, 2e édition.

    Machines électriques Katsman M.M. Guide pratique sur la sélection et le développement de projets d'économie d'énergie OL Danilova, PA Kostyuchenko

    padabum.com
17. Électrique voitures| MM. Katzman | Télécharger le livre

    Voiture électrique . MM. Katzman. Le livre examine la théorie, le principe de fonctionnement, le dispositif et l'analyse des modes de fonctionnement des machines électriques et des transformateurs, à la fois généraux et spéciaux, qui se sont répandus dans diverses branches de la technologie.

    fr.booksee.org
18. Électrique Voitures| Mexalib - Télécharger livres gratuitement

    Télécharger les livres de la section Machines électriques | Mexalib - téléchargez des livres gratuitement.

    mexalib.com
19. Katzman MM. Électrique voitures appareils automatiques
20. Télécharger Katzman MM. - Électrique voitures instrument...

    Le livre examine les circuits électriques, les machines électriques et les transformateurs, les intentions et les dispositifs électriques, les équipements d'entraînement et de contrôle électriques ...

    mexalib.com
21. Télécharger Katzman MM. - Électrique voitures instrument...

    Télécharger Machines électriques, appareils d'instrumentation et équipements d'automatisation.

    Katsman M.M. Machines électriques, équipements d'instrumentation et d'automatisation.

    mexalib.com
22. Télécharger Katzman MM. - Électrique voitures(2013) PDF

    Machines électriques - Le manuel examine la théorie, le principe de fonctionnement, le dispositif et l'analyse des modes de fonctionnement des machines électriques et des transformateurs, à la fois généraux et spéciaux, qui se sont répandus dans diverses branches de la technologie.

    bibliothèque.ucoz.ua
23. Katzman MM. - Électrique voitures| Forum

    Machines électriques Année d'émission : 2003 MM Genre : Génie électrique Editeur : Higher School ISBN : 5-06-003661-8 Format : PDF Qualité : OCR avec erreurs Nombre de pages : 469 Description : Le livre examine la théorie, le principe de fonctionnement...

    rutracker.ru
24. Katzman MM. - Électrique voitures, 2e éd.

    Machines électriques, 2e éd. Année : 1990 M.M. Editeur : Vysshaya Shkola ISBN : 5-06-000120-2 Langue : Russe Format : DjVu Qualité : Pages numérisées Nombre de pages : 463 Description : Le livre examine la théorie, le principe de fonctionnement...

    asmlocator.ru
25. Référence pour électrique voitures | Katzman MM

    Katsman M.M. Contrairement aux autres versions électroniques de ce guide, celle-ci a une table des matières

    Le manuel contient des données techniques sur les machines électriques à usage général et spécial, qui sont largement utilisées dans les entraînements électriques modernes.

    bookfi.net
26. Katzman MM. Électrique voitures- Tout pour l'étudiant

    3e éd., Rév. - M. : Académie », 2001. - 463 p. : ill. Dans un manuel pour les étudiants des environnements. prof. les établissements d'enseignement, la théorie, le principe de fonctionnement, le dispositif et l'analyse des modes de fonctionnement sont considérés électrique Machines et transformateurs à usage général et spécial...

    www.twirpx.com
27. Introduction - Katzman MM. Électrique voitures- n1.doc

Katsman M. M.
Machines électriques d'équipements d'instrumentation et d'automatisation

Bibliothèque
SEVMASHVTUZA

Approuvé par le ministère de l'Éducation de la Fédération de Russie comme manuel pour les étudiants les établissements d'enseignement milieu enseignement professionnel

Moscou
2006

Réviseurs: prof. S.N. Stomensky (Département d'informatique de la Chuvash Université d'État); S. Ts. Malinovskaya (École d'ingénierie radio de Moscou).

Katsman M. M. Machines électriques d'équipements d'instrumentation et d'automatisation: Cahier de texte. manuel pour goujon. institutions des milieux. prof. éducation / Mark Mikhailovich Katsman. - M. : Centre d'édition "Académie", 2006. - 368 p.

V guide d'étude le principe de fonctionnement, l'appareil, les bases de la théorie, les caractéristiques différents types machines électriques de puissance et transformateurs de faible puissance (micromachines), moteurs exécutifs, machines électriques d'information, qui sont les plus largement utilisés dans les équipements d'instrumentation et d'automatisation dans les domaines technologiques industriels généraux et spéciaux.

Pour les étudiants des établissements d'enseignement de l'enseignement secondaire professionnel, étudiant dans les spécialités "Instrument Engineering" et "Automatisation et contrôle".

Il sera utile aux étudiants des établissements d'enseignement supérieur et aux spécialistes traitant de l'instrumentation et de l'automatisation des processus de production.

Éditeur T. F. Melnikova
Rédacteur technique N. I. Gorbacheva
Disposition de l'ordinateur : D.V. Fedotov
Relecteurs V. A. Zhilkina, G. N. Petrova

© Katsman M.M., 2006
© Centre d'édition pédagogique "Académie", 2006
© Conception. Centre d'édition "Académie", 2006

Avant-propos
introduction
BI. Nomination de machines électriques et transformateurs
EN 2. Classification des machines électriques

PARTIE UN. TRANSFORMATEURS ET MACHINES ÉLECTRIQUES DE BASSE PUISSANCE

SECTION 1 TRANSFORMATEURS

Chapitre 1. Transformateurs de puissance
1.1. But et principe de fonctionnement du transformateur de puissance 9
1.2. Le dispositif des transformateurs 12
1.3. Dépendances et rapports de base dans les transformateurs 14
1.4. Pertes et rendement du transformateur 16
1.5. Expériences sur circuit ouvert et court-circuit de transformateurs
1.6. Variation de la tension secondaire du transformateur 20
1.7. Transformateurs triphasés et multi-enroulements 21
1.8. Transformateurs redresseurs 24
1.9. Autotransformateurs

Chapitre 2. Appareils de transformation avec des propriétés spéciales
2.1. Transformateurs de crête 31
2.2. Transformateurs d'impulsions 33
2.3. Multiplicateurs de fréquence 35
2.4. Stabilisateurs de tension 39
2.5. Transformateurs de tension et de courant d'instrument

SECTION II MACHINES ÉLECTRIQUES DE FAIBLE PUISSANCE

Chapitre 3. Moteurs asynchrones triphasés à cage d'écureuil
3.1. Le principe de fonctionnement d'un moteur asynchrone triphasé
3.2. Le dispositif des moteurs asynchrones triphasés
3.3. Fondements de la théorie d'un moteur asynchrone triphasé
3.4. Pertes et rendement d'un moteur à induction
3.5. Moment électromagnétique du moteur à induction
3.6. Influence de la tension secteur et de la résistance active de l'enroulement du rotor sur la caractéristique mécanique
3.7. Caractéristiques de performance des moteurs asynchrones triphasés
3.8. Propriétés de démarrage des moteurs asynchrones triphasés
3.9. Contrôle de vitesse de moteurs asynchrones triphasés
3.9.1. Contrôle de la vitesse en modifiant la résistance active dans le circuit du rotor
3.9.2. Contrôle de la vitesse en modifiant la fréquence de la tension d'alimentation
3.9.3. Contrôle de la vitesse en changeant la tension fournie
3.9.4. Contrôle de la vitesse en changeant le nombre de pôles de l'enroulement du stator
3.9.5. Contrôle de la vitesse d'impulsion
3.10. Moteurs à induction linéaires
3.11. Commande de démarrage d'un moteur asynchrone triphasé à cage à l'aide d'un contacteur non inverseur

Chapitre 4. Moteurs asynchrones monophasés et à condensateur
4.1. Le principe de fonctionnement d'un moteur asynchrone monophasé
4.2. Caractéristiques mécaniques d'un moteur asynchrone monophasé
4.3. Démarrage d'un moteur asynchrone monophasé
4.4. Moteurs à induction à condensateur
4.5. Inclusion d'un moteur asynchrone triphasé dans un réseau monophasé
4.6. Moteurs asynchrones monophasés à pôles ombragés
4.7. Machines asynchrones à rotor bloqué

Chapitre 5. Machines synchrones
5.1. Informations générales sur les machines synchrones
5.2. Générateurs synchrones
5.2.1. Le principe de fonctionnement d'un générateur synchrone
5.2.2. Réaction d'induit dans un générateur synchrone
5.2.3. Équations de tension de générateur synchrone
5.2.4. Caractéristiques du générateur synchrone
5.2.5. Générateurs synchrones à aimants permanents
5.3. Moteurs synchrones à excitation électromagnétique
5.3.1. Le principe de fonctionnement et la conception d'un moteur synchrone unipolaire à excitation électromagnétique
5.3.2. Démarrage d'un moteur synchrone à excitation électromagnétique
5.3.3. Pertes, rendement et couple électromagnétique d'un moteur synchrone à excitation électromagnétique
5.4. Moteurs synchrones à aimants permanents
5.5. Moteurs synchrones multipolaires lents
5.5.1. Moteurs synchrones monophasés à basse vitesse de types DSO32 et DSOR32
5.5.2. Moteurs synchrones lents à condensateur, types DSK et DSRK
5.6. Moteurs synchrones à réluctance
5.7. Moteurs synchrones à hystérésis
5.8. Moteurs à hystérésis réactive à pôles ombragés
5.9. Machines synchrones à inductance
5.9.1. Générateurs synchrones à inductance
5.9.2. Moteurs synchrones à inductance
5.10. Moteurs synchrones avec réduction de vitesse électromécanique
5.10.1. Moteurs synchrones à rotors roulants (DKR)
5.10.2. Moteurs synchrones à vagues

Chapitre 6. Machines collectrices
6.1. Le principe de fonctionnement des machines à collecteur DC
6.2. Le dispositif de la machine à collecteur DC
6.3. Force électromotrice et moment électromagnétique d'une machine à collecteur à courant continu
6.4. Champ magnétique de la machine à courant continu. Réaction d'ancrage
6.5. Commutation dans les machines à collecteur DC
6.6. Moyens d'améliorer la commutation et de supprimer les interférences radio
6.7. Pertes et efficacité des machines à collecteur DC
6.8. Moteurs à courant continu à balais
6.8.1. Principales dépendances et relations
6.8.2. Moteurs à excitation indépendants et parallèles
6.8.3. Contrôle de vitesse de moteurs à excitation indépendants et parallèles
6.8.4. Moteurs à excitation série
6.9. Moteurs à balais universels
6.10. Stabilisation de la vitesse des moteurs à courant continu
6.11. Générateurs de courant continu
6.11.1. Générateur d'excitation indépendant
6.11.2. Générateur d'excitation parallèle

Chapitre 7. Machines électriques de conceptions et propriétés spéciales
7.1. Moteurs gyroscopiques
7.1.1. But et propriétés spéciales des moteurs gyroscopiques
7.1.2. Construction de moteurs gyroscopiques
7.2. Convertisseurs d'électromachines
7.2.1. Convertisseurs électromachine de type moteur-générateur
7.2.2. Convertisseurs à simple induit
7.3. Amplificateurs de puissance d'électromachine
7.3.1. Concepts de base
7.3.2. Amplificateurs de champ transverse d'électromachine

Chapitre 8. Moteurs de vannes à courant continu
8.1. Concepts de base
8.2. Le fonctionnement du moteur de vanne
8.3. Moteur de vanne à courant continu à faible puissance

Chapitre 9. Moteurs exécutifs à courant continu
9.1. Exigences pour les moteurs exécutifs et les circuits de commande pour les moteurs exécutifs à courant continu
9.2. Contrôle de l'induit des moteurs exécutifs à courant continu
9.3. Contrôle des pôles des moteurs exécutifs à courant continu
9.4. Constante de temps électromécanique des moteurs exécutifs à courant continu
9.5. Commande par impulsions du moteur exécutif à courant continu
9.6. Conceptions de moteurs exécutifs à courant continu
9.6.1. Moteur exécutif à courant continu à armature creuse
9.6.2. Moteurs à courant continu avec enroulements d'induit imprimés
9.6.3. Moteur à courant continu avec armature lisse (sans fente)

Chapitre 10. Moteurs exécutifs asynchrones
10.1. Méthodes de contrôle des moteurs exécutifs asynchrones
10.2. Canon automoteur dans les moteurs exécutifs asynchrones et moyens de l'éliminer
10.3. Le dispositif du moteur à induction exécutif avec un rotor creux non magnétique
10.4. Caractéristiques d'un moteur à induction à rotor creux non magnétique
10.5. Moteur à induction à cage d'écureuil
10.6. Moteur à induction avec rotor ferromagnétique creux
10.7. Constante de temps électromécanique des moteurs à induction
10.8. Moteurs d'actionneurs de couple

Chapitre 11. Exécutif moteurs pas à pas
11.1. Concepts de base
11.2. Moteurs pas à pas à rotor passif
11.3. Moteurs pas à pas à rotor actif
11.4. Moteurs pas à pas à inductance
11.5. Paramètres de base et modes de fonctionnement des moteurs pas à pas

Chapitre 12. Exemples d'application des moteurs exécutifs
12.1. Exemples d'application de moteurs asynchrones et à courant continu
12.2. Exemple d'application d'un moteur pas à pas exécutif
12.3. Moteurs électriques pour conduire les lecteurs
12.3.1. Mécanismes de lecteur de bande
12.3.2. Entraînement électrique de dispositifs de lecture d'informations à partir de disques optiques

SECTION IV INFORMATION MACHINES ÉLECTRIQUES

Chapitre 13. Tachygénérateurs
13.1. Objectif des génératrices tachymétriques et exigences pour celles-ci
13.2. Génératrices tachymétriques AC
13.3. Génératrices tachymétriques à courant continu
13.4. Exemples d'utilisation de génératrices tachymétriques dans des dispositifs d'automatisation industrielle
13.4.1. Application des génératrices tachymétriques comme capteurs de vitesse
13.4.2. L'utilisation d'une génératrice tachymétrique comme débitmètre
13.4.3. L'utilisation d'une génératrice tachymétrique dans un entraînement électrique avec un Rétroaction par vitesse

Chapitre 14. Machines électriques de communication synchrone
14.1. Concepts de base
14.2. Système d'indicateur de transmission d'angle à distance
14.3. Synchronisation des moments de selsyns dans le système indicateur
14.4. Système de transformateur de transformateur d'angle à distance
14.5. Conception Selsyn
14.6. Différentiel selsyn
14.7. Magnésines
14.8. Exemples d'utilisation de selsyns dans des dispositifs d'automatisation industrielle
14 8 1 Enregistrement de la quantité d'avance de l'outil dans les appareils de forage
14.8.2. Régulation du rapport combustible-air dans un four métallurgique

Chapitre 15. Transformateurs rotatifs
15.1. But et conception des transformateurs rotatifs
15.2. Transformateur rotatif sinus-cosinus
15.2.1. Transformateur rotatif sinus-cosinus en mode sinusoïdal
15.2.2. Transformateur rotatif sinus-cosinus en mode sinus-cosinus
15.2.3. Transformateur rotatif sinus-cosinus en mode de mise à l'échelle
15.2.4. Transformateur rotatif sinus-cosinus en mode déphaseur
15.3. Transformateur linéaire rotatif
15.4. Système de transformateur pour transmission angulaire à distance sur transformateurs rotatifs

Bibliographie
Index des sujets

Avant-propos

Avec l'augmentation du niveau technique de production et l'introduction d'une automatisation complète des processus technologiques, les problèmes de formation de haute qualité des spécialistes directement impliqués dans le fonctionnement et la conception des systèmes d'automatisation deviennent particulièrement pertinents. Les machines électriques et les transformateurs de faible puissance (micromachines) occupent la première place dans le vaste complexe de l'instrumentation et de l'automatisation.

Le livre décrit le principe de fonctionnement, le dispositif, les caractéristiques de fonctionnement et la conception des machines électriques et des transformateurs de faible puissance, qui ont reçu large application pour entraîner des mécanismes et des dispositifs utilisés dans des dispositifs instrumentaux et des équipements d'automatisation. Les éléments de la machine électrique qui constituent la base de la modernité systèmes automatiques: moteurs exécutifs à courant continu et alternatif, amplificateurs de machines électriques, convertisseurs tournants, moteurs pas à pas, machines électriques d'information (générateurs tachymétriques, selsyns, magnésines, transformateurs tournants), moteurs électriques d'appareils gyroscopiques.

Le but de ce livre est d'apprendre au futur spécialiste à utiliser raisonnablement et correctement les moteurs électriques de puissance et les éléments de machines électriques d'automatisation dans les appareils d'instrumentation et les équipements d'automatisation.

Tenant compte des spécificités de l'enseignement aux élèves des écoles et collèges techniques, l'auteur, lors de la présentation du matériel du livre, a payé Attention particulière prise en compte de l'essence physique des phénomènes et processus qui expliquent le fonctionnement des dispositifs considérés. La méthodologie de la présentation du cours adoptée dans le livre est basée sur de nombreuses années d'expérience en enseignement dans des établissements d'enseignement de l'enseignement secondaire professionnel.

INTRODUCTION

EN 1. Nomination de machines électriques et transformateurs

Le niveau technique de tout moderne entreprise de fabrication est évalué principalement par l'état d'automatisation et de mécanisation globale des principaux processus technologiques. Dans le même temps, l'automatisation du travail non seulement physique mais aussi mental prend de plus en plus d'importance.

Les systèmes automatisés comprennent une grande variété d'éléments qui diffèrent non seulement par leur fonctionnalité, mais aussi par leur principe de fonctionnement. Parmi les nombreux éléments qui composent les systèmes automatisés, une certaine place est occupée par des éléments de machines électriques. Le principe de fonctionnement et la conception de ces éléments ne diffèrent pratiquement pas des machines électriques (ce sont des moteurs électriques ou des générateurs électriques), ou en sont très proches dans la conception et les processus électromagnétiques qui s'y produisent.

Une machine électrique est un appareil électrique qui convertit mutuellement l'énergie électrique et mécanique.

Si le conducteur est déplacé dans un champ magnétique comme celui-ci. de sorte qu'il croise les lignes de force magnétiques, alors une force électromotrice (FEM) sera induite dans ce conducteur. Toute machine électrique se compose d'une partie fixe et d'une partie mobile (rotative). L'une de ces parties (inductance) crée un champ magnétique et l'autre a un enroulement de travail, qui est un système de conducteurs. Si de l'énergie mécanique est fournie à une machine électrique, c'est-à-dire faire tourner sa partie mobile, puis, conformément à la loi de l'induction électromagnétique, une CEM sera induite dans son enroulement de travail. Si un consommateur d'énergie électrique est connecté aux bornes de cet enroulement, un courant électrique apparaîtra dans le circuit. Ainsi, à la suite des processus qui se déroulent dans la machine, l'énergie mécanique de rotation sera convertie en énergie électrique. Les machines électriques qui effectuent cette conversion sont appelées générateurs électriques. Les générateurs électriques constituent l'épine dorsale de l'industrie de l'énergie électrique - ils sont utilisés dans les centrales électriques, où ils convertissent l'énergie mécanique des turbines en énergie électrique.

Si un conducteur est placé dans un champ magnétique perpendiculaire aux lignes de force magnétiques et qu'un courant électrique le traverse, alors en raison de l'interaction de ce courant avec le goudron magnétique, une force mécanique agira sur le conducteur. Par conséquent, si l'enroulement de travail d'une machine électrique est connecté à la brosse à énergie électrique, un courant y apparaîtra et, comme cet enroulement se trouve dans le champ magnétique de l'inducteur, des forces mécaniques agiront sur ses conducteurs. Sous l'action de ces forces, la partie mobile de la machine électrique va commencer à tourner. [Cela convertira l'énergie électrique en énergie mécanique. Les machines électriques qui effectuent cette conversion sont appelées moteurs électriques. Les moteurs électriques sont largement utilisés dans l'entraînement électrique des machines-outils, des grues, des véhicules, appareils ménagers etc.

Les machines électriques sont réversibles, c'est-à-dire Cette machine électrique peut fonctionner à la fois comme générateur et comme moteur. Tout dépend du type d'énergie fournie à la machine. Cependant, en général, chaque machine électrique a un but précis : soit il s'agit d'un générateur, soit d'un moteur.

La base de la création des machines électriques et des transformateurs était la loi de l'induction électromagnétique découverte par M. Faraday. Démarrer application pratique machines électriques a été [mis par l'académicien BS Jacobi, qui en 1834 a créé la conception d'une machine électrique, qui était le prototype d'un moteur électrique de collection moderne.

L'utilisation généralisée de machines électriques dans un entraînement électrique industriel a été facilitée par l'invention par l'ingénieur russe M.O. Dolivo-Dobrovolsky (1889) d'un moteur asynchrone triphasé, différent de ceux utilisés à l'époque. moteurs collecteurs courant continu avec simplicité de conception et haute fiabilité.

Au début du XXe siècle. la plupart des types de machines électriques utilisées aujourd'hui ont été créés.

Télécharger le manuel Machines électriques, appareils d'instrumentation et équipements d'automatisation... Moscou, Centre d'édition "Académie", 2006

ENSEIGNEMENT PROFESSIONNEL SECONDAIRE

M. M. KATSMAN

« Institut fédéral pour le développement de l'éducation » comme manuel à utiliser dans processus éducatifétablissements d'enseignement mettant en œuvre le SPO FSES dans le groupe de spécialités 140400 « Electricité et génie électrique »

12e édition, stéréotypée

R e c e n z n t :

E.P. Rudobaba (Moscou Soirée Electromécanique

école technique eux. L. B. Krasina)

Katsman M. M.

K 307 Machines électriques : un manuel pour les élèves. institutions des milieux. prof. l'éducation / M. M. Katsman. - 12e éd., Effacé. - M. : Centre d'édition "Académie", 2013. - 496 p.

ISBN 978 & 5 & 7695 & 9705 & 3

Le manuel examine la théorie, le principe de fonctionnement, le dispositif et l'analyse des modes de fonctionnement des machines électriques et des transformateurs, à usage général et spécial, qui se sont répandus dans diverses branches de la technologie.

Le tutoriel peut être utilisé pendant la maîtrise module professionnel PM.01. "Organisation Maintenance et réparation d'équipements électriques et électromécaniques "(MDK.01.01), spécialité 140448" Opération technique et l'entretien des équipements électriques et électromécaniques ».

Pour les étudiants des établissements d'enseignement professionnel secondaire. Peut être utile pour les étudiants universitaires.

UDC 621.313 (075.32) BBK 31.26ya723

La mise en page originale de cette publication est la propriété du Centre d'édition "Académie", et sa reproduction de quelque manière que ce soit sans le consentement du titulaire du droit d'auteur est interdite

© M. M. Katsman, 2006

© T.I.Svetova, héritière de M.M. Katsman, 2011

© Éducation et édition centre "Académie", 2011

ISBN 978 5 7695 9705 3 © Conception. Centre d'édition "Académie", 2011

AVANT-PROPOS

Le tutoriel est écrit selon programmes d'études sujet « Machines électriques » pour les spécialités « Machines et appareils électriques », « Technologie de l'isolation électrique, des câbles et des condensateurs » et « Exploitation technique, entretien et réparation des équipements électriques et électromécaniques » des établissements d'enseignement professionnel secondaire.

Le livre contient les fondements de la théorie, une description des structures et une analyse des propriétés opérationnelles des transformateurs et des machines électriques. De plus, il fournit des exemples de résolution de problèmes, ce qui contribuera sans aucun doute à une meilleure compréhension des enjeux à l'étude.

Le tuto adopté prochaine commande présentation du matériel : transformateurs, machines asynchrones, machines synchrones, machines collectrices. Cette séquence d'études facilite l'assimilation du cours et répond le plus pleinement à l'état actuel et aux tendances de développement du génie électrique. Avec les machines électriques usage général le manuel examine certains types de transformateurs et de machines électriques à des fins spéciales, fournit des informations sur le niveau technique des séries modernes de machines électriques avec une description des caractéristiques de leur conception.

L'attention principale dans le manuel est accordée à la divulgation de l'essence physique des phénomènes et des processus qui déterminent le fonctionnement des dispositifs considérés.

La méthode de présentation du matériel adoptée dans le livre est basée sur de nombreuses années d'expérience dans l'enseignement de la matière "Machines électriques".

INTRODUCTION

EN 1. Nomination de machines électriques

et transformateurs

L'électrification est une introduction généralisée dans l'industrie, l'agriculture, les transports et la vie quotidienne de l'énergie électrique générée dans des centrales électriques puissantes, connectées par des réseaux électriques à haute tension aux systèmes énergétiques.

L'électrification est réalisée au moyen d'appareils fabriqués par l'industrie électrique. La branche principale de cette industrie est ingénierie électrique, engagée dans la conception et la fabrication de machines électriques et de transformateurs.

Voiture électrique est un dispositif électromécanique qui effectue la conversion mutuelle des énergies mécaniques et électriques. L'énergie électrique est produite dans les centrales électriques par des machines électriques - des générateurs qui convertissent l'énergie mécanique en énergie électrique.

La majeure partie de l'électricité (jusqu'à 80 %) est produite dans des centrales thermiques, où, lors de la combustion de combustibles chimiques (charbon, tourbe, gaz), l'eau est chauffée et convertie en vapeur à haute pression. Ce dernier alimente une turbine à vapeur où, en se dilatant, il entraîne le rotor de la turbine en rotation (l'énergie thermique dans la turbine est convertie en énergie mécanique). La rotation du rotor de la turbine est transmise à l'arbre du générateur (générateur à turbine). À la suite de processus électromagnétiques dans le générateur, l'énergie mécanique est convertie en énergie électrique.

Le processus de production d'électricité dans les centrales nucléaires est similaire à celui d'une centrale thermique, à la seule différence qu'il utilise du combustible nucléaire au lieu de combustible chimique.

Dans les centrales hydrauliques, le processus de production d'électricité est le suivant : l'eau soulevée par le barrage jusqu'à un certain niveau est déversée sur la roue d'une turbine hydraulique ; L'énergie mécanique résultante est transmise par rotation de la roue de turbine à l'arbre d'un générateur électrique (hydrogénérateur), dans lequel l'énergie mécanique est convertie en énergie électrique.

Dans le processus de consommation d'énergie électrique, elle est convertie en d'autres types d'énergie (thermique, mécanique, chimique). Environ 70 % de l'électricité est utilisée pour entraîner des machines-outils, des mécanismes, des véhicules, c'est-à-dire pour la pré

sa formation en énergie mécanique. Cette transformation est réalisée par des machines électriques - moteurs électriques.

Le moteur électrique est l'élément principal de l'entraînement électrique des machines de travail. La bonne contrôlabilité de l'énergie électrique, la simplicité de sa distribution ont permis d'utiliser largement dans l'industrie un entraînement électrique multimoteur de machines de travail, lorsque les maillons individuels d'une machine de travail sont entraînés par leurs propres moteurs. L'entraînement multimoteur simplifie grandement le mécanisme de la machine de travail (le nombre d'engrenages mécaniques reliant les maillons individuels de la machine est réduit) et crée de grandes opportunités dans l'automatisation de divers processus technologiques. Les moteurs électriques sont largement utilisés dans les transports en tant que moteurs de traction qui entraînent des paires de roues de locomotives électriques, de trains électriques, de trolleybus, etc.

Récemment, l'utilisation de machines électriques de faible puissance - des micromachines d'une capacité allant jusqu'à plusieurs centaines de watts - a considérablement augmenté. De telles machines électriques sont utilisées dans l'instrumentation, l'automatisation et les appareils ménagers - aspirateurs, réfrigérateurs, ventilateurs, etc. La puissance de ces moteurs est faible, la conception est simple et fiable et ils sont fabriqués en grande quantité.

L'énergie électrique produite dans les centrales doit être transférée vers les lieux de sa consommation, principalement vers les grands centres industriels du pays, qui sont situés à plusieurs centaines et parfois à des milliers de kilomètres de centrales électriques puissantes. Mais il ne suffit pas de transférer de l'électricité. Il doit être réparti entre de nombreux consommateurs différents - entreprises industrielles, bâtiments résidentiels, etc. Le transport d'électricité sur de longues distances s'effectue à haute tension (jusqu'à 500 kV et plus), ce qui garantit des pertes électriques minimales dans les lignes de transport d'électricité. Par conséquent, dans le processus de transmission et de distribution d'énergie électrique, il est nécessaire d'augmenter et de diminuer à plusieurs reprises la tension. Ce processus est effectué au moyen de dispositifs électromagnétiques appelés transformateurs... Le transformateur n'est pas une machine électrique, puisque son travail n'est pas associé à la conversion d'énergie électrique en énergie mécanique ou vice versa. Les transformateurs ne convertissent que la tension en énergie électrique. De plus, le transformateur est un appareil statique sans pièces mobiles. Cependant, les processus électromagnétiques se produisant dans les transformateurs sont similaires aux processus se produisant lors du fonctionnement des machines électriques. De plus, les machines électriques et les transformateurs sont caractérisés par une nature unique des processus électromagnétiques et énergétiques résultant de l'interaction d'un champ magnétique et d'un conducteur avec le courant. Pour ces raisons, les transformateurs font partie intégrante du cursus des machines électriques.

Les fondements théoriques du fonctionnement des machines électriques sont posés en 1821 par M. Faraday, qui établit la possibilité de convertir l'énergie électrique en énergie mécanique et crée le premier modèle de moteur électrique. Les travaux des scientifiques D. Maxwell et E. H. Lenz ont joué un rôle important dans le développement des machines électriques. L'idée de la conversion mutuelle des énergies électriques et mécaniques a été développée dans les travaux des remarquables scientifiques russes B.S. Yakobi et M.O.Dolivo Dobrovolsky, qui ont développé et créé des conceptions de moteurs électriques adaptés à une utilisation pratique.

De grands services dans la création de transformateurs et leur application pratique appartiennent au remarquable inventeur russe P. N. Yablochkov. Au début du 20e siècle, presque tous les principaux types de machines électriques et de transformateurs ont été créés et les fondements de leur théorie ont été développés.

V À l'heure actuelle, la construction de machines électriques domestiques a obtenu un succès significatif. D'autres progrès techniques déterminent comme tâche principale la mise en œuvre pratique des réalisations de l'électrotechnique dans le développement réel de dispositifs d'entraînement électriques pour les appareils industriels et les appareils ménagers. La tâche principale du progrès scientifique et technologique est le rééquipement technique et la reconstruction de la production. L'électrification joue un rôle important dans la résolution de ce problème. Dans le même temps, il est nécessaire de prendre en compte les exigences environnementales croissantes des sources d'électricité et, parallèlement aux sources d'électricité traditionnelles, il est nécessaire de développer des méthodes (alternatives) respectueuses de l'environnement pour produire de l'électricité en utilisant l'énergie du soleil, du vent , les marées et les sources thermales.

V Dans des conditions de développement scientifique et technique, les travaux liés à l'amélioration de la qualité des machines électriques et des transformateurs fabriqués acquièrent une grande importance. Résoudre ce problème est un moyen important de développer la coopération économique internationale. Institutions scientifiques concernées

et les entreprises industrielles de Russie travaillent à la création de nouveaux types de machines électriques et de transformateurs répondant aux exigences modernes en matière de qualité et d'indicateurs techniques et économiques des produits.

EN 2. Machines électriques - électromécaniques

convertisseurs d'énergie

L'étude des machines électriques s'appuie sur la connaissance de l'essence physique des phénomènes électriques et magnétiques, présentée dans le cours « Fondements théoriques du génie électrique ». Par conséquent, avant

Riz. EN 2. Règles de la main droite ( a) et "main gauche" (b)

Riz. B.1. Aux notions de "générateur élémentaire" (a) et de "moteur élémentaire" (b)

que de commencer à étudier le cours "Machines électriques", rappelons la signification physique de certaines lois et phénomènes qui sous-tendent le principe de fonctionnement des machines électriques, principalement la loi de l'induction électromagnétique.

Lors du fonctionnement d'une machine électrique en mode générateur, l'énergie mécanique est convertie en énergie électrique. Ce processus est basé sur loi d'induction électromagnétique: si une force extérieure F agit sur un conducteur placé dans un champ magnétique et le déplace (Fig.B.1, a), par exemple, de gauche à droite perpendiculairement au vecteur induction B d'un champ magnétique de vitesse v, alors une force électromotrice (CEM) sera induite dans le conducteur

où B est l'induction magnétique, T; l est la longueur active du conducteur, c'est-à-dire la longueur de sa partie située dans le champ magnétique, m; v est la vitesse de déplacement du conducteur, m / s.

Pour déterminer la direction de l'EMF, vous devez utiliser la règle de la "main droite" (Fig. B.2, a). En appliquant cette règle, nous déterminons la direction de la CEM dans le conducteur ("de nous"). Si se termine

conducteur sont fermés à la résistance externe R (consommateur), puis sous l'influence de EMF E

un courant dans le même sens apparaîtra dans le conducteur. Alors

Ainsi, un conducteur dans un champ magnétique peut être considéré dans ce cas comme générateur élémentaire, dans lequel l'énergie mécanique est dépensée pour déplacer le conducteur de bientôt

étu v.

À la suite de l'interaction du courant I avec un champ magnétique, une force électromagnétique agissant sur le conducteur se produit

La direction de la force Fem peut être déterminée par la règle de la « main gauche » (Fig. B.2, b). Dans le cas considéré, cette force est dirigée de droite à gauche, c'est-à-dire à l'opposé du mouvement du conducteur. Ainsi, dans la génératrice élémentaire considérée, la force Fem décélère par rapport à la force motrice F. Lorsque le conducteur se déplace uniformément, ces forces sont égales, c'est-à-dire F = Fem. En multipliant les deux côtés de l'égalité par la vitesse de déplacement du conducteur v, on obtient

Fv = Fem v.

En substituant la valeur de Fem de (B.2) dans cette expression, on obtient

Le côté gauche de l'égalité (B.3) détermine la valeur de la puissance mécanique dépensée pour déplacer le conducteur dans un champ magnétique ; la partie droite est la valeur de la puissance électrique développée en boucle fermée par le courant électrique I. Le signe égal entre ces parties confirme encore une fois que dans le générateur la puissance mécanique Fv, dépensée par une force extérieure, est convertie en puissance électrique EI.

Si une force externe F n'est pas appliquée au conducteur, mais qu'une tension U lui est appliquée à partir d'une source d'alimentation, de sorte que le courant I dans le conducteur a la direction indiquée sur la Fig. B.1, b, alors seule la force électromagnétique Fem agira sur le conducteur. Sous l'influence de cette force, le conducteur commencera à se déplacer dans un champ magnétique. Dans ce cas, une CEM sera induite dans le conducteur avec une direction opposée à la tension U. Ainsi, une partie de la tension U appliquée au conducteur est équilibrée par la CEM E induite dans ce conducteur, et l'autre partie est la tension chute dans le conducteur :

Il résulte de cette égalité que la puissance électrique (UI) entrant dans le conducteur depuis le réseau est en partie convertie en puissance mécanique (Fem v), et en partie dépensée pour couvrir les pertes électriques dans le conducteur (I 2 r). Par conséquent, un conducteur porteur de courant placé dans un champ magnétique peut être considéré comme moteur électrique élémentaire.

Les phénomènes décrits conduisent à la conclusion :

a) toute machine électrique doit avoir un milieu électriquement conducteur (conducteurs) et un champ magnétique capable de se déplacer mutuellement ;

b) lors du fonctionnement d'une machine électrique aussi bien en mode générateur qu'en mode moteur, on observe simultanément l'induction d'une CEM dans le conducteur traversant le champ magnétique, et l'apparition d'une force mécanique agissant sur le conducteur dans le champ magnétique champ lorsqu'un courant électrique le traverse.

c) la transformation mutuelle de l'énergie mécanique et électrique dans une machine électrique peut se produire dans n'importe quelle direction, c'est-à-dire que la même machine électrique peut fonctionner comme

v mode moteur et mode générateur ; cette propriété des machines électriques s'appelle réversibilité.

Le générateur et le moteur électriques considérés comme "élémentaires" ne reflètent que le principe de l'utilisation des lois de base et des phénomènes du courant électrique en eux. Quant à la conception, la plupart des machines électriques sont construites sur le principe du mouvement de rotation de leur partie mobile. Malgré la grande variété de conceptions de machines électriques, il s'avère possible d'imaginer une certaine conception généralisée d'une machine électrique. Cette conception (fig. B.3) est constituée d'une partie fixe 1 appelée stator et d'une partie tournante 2 appelée rotor. Le rotor est situé

v l'alésage du stator et séparé de celui-ci par un entrefer. L'une des parties spécifiées de la machine est équipée d'éléments qui excitent

v la machine a un champ magnétique (par exemple, un électro-aimant ou un aimant permanent), et l'autre a un bobinage, que l'on va classiquement

appelé enroulement de travail de la machine. Tant la partie fixe de la machine (stator) que la partie mobile (rotor) ont des noyaux en matériau magnétique doux et possédant une faible résistance magnétique.

Si la machine électrique fonctionne en mode générateur, alors

Riz. À 3. Schéma constructif généralisé d'une machine électrique

lorsque le rotor tourne (sous l'action du moteur d'entraînement), une CEM est induite dans les conducteurs de l'enroulement de travail et lorsque le consommateur est connecté, un courant électrique apparaît. Celui-ci convertit l'énergie mécanique du moteur d'entraînement en énergie électrique. Si la machine est conçue pour fonctionner comme un moteur électrique, l'enroulement de travail de la machine est connecté au secteur. Dans ce cas, le courant généré dans les conducteurs de cet enroulement interagit avec le champ magnétique et des forces électromagnétiques se produisent sur le rotor, entraînant le rotor en rotation. Dans ce cas, l'énergie électrique consommée par le moteur du réseau est convertie en énergie mécanique dépensée pour activer n'importe quel mécanisme, machine-outil, véhicule, etc.

Il est également possible de construire des machines électriques dans lesquelles l'enroulement de travail est situé sur le stator et les éléments qui excitent le champ magnétique sont situés sur le rotor. Le principe de fonctionnement de la machine reste le même.

La plage de puissance des voitures électriques est très large - de quelques fractions de watt à des centaines de milliers de kilowatts.

V.Z. Classification des machines électriques

L'utilisation de machines électriques comme générateurs et moteurs est leur objectif principal, car il est exclusivement lié à l'objectif de la transformation mutuelle de l'énergie électrique et mécanique. Cependant, l'utilisation de machines électriques dans diverses branches de la technologie peut avoir d'autres fins. Ainsi, la consommation d'électricité est souvent associée à la conversion de courant alternatif en courant continu, ou à la conversion de courant de fréquence industrielle en courant de fréquence plus élevée. À ces fins, ils utilisent convertisseurs de machines électriques.

Les machines électriques sont également utilisées pour amplifier la puissance des signaux électriques. De telles machines électriques sont appelées amplificateurs de machines électriques... Les machines électriques utilisées pour augmenter le facteur de puissance des consommateurs d'électricité sont appelées compensateurs synchrones... Les machines électriques utilisées pour réguler la tension alternative sont appelées régulateurs à induction.

L'utilisation des micromachines dans les appareils automatiques est très diversifiée. Ici, les voitures électriques sont utilisées non seulement comme moteurs, mais aussi comme génératrices tachymétriques(pour convertir la vitesse de rotation en un signal électrique), selsyns,

transformateurs tournants (pour obtenir des signaux électriques proportionnels à l'angle de rotation de l'arbre), etc. Les exemples donnés montrent à quel point les machines électriques sont diverses pour leur usage.