Всі електричні машини функціонують відповідно до закону електромагнітної індукції, а також до закону взаємодії провідника зі струмом і магнітного поля.
Електричні машини за типом харчування підрозділяються на машини постійного і змінного струму. Постійний струм створюється за рахунок джерел безперебійного живлення. Для машин постійного струму характерно властивість оборотності. Це означає, що вони здатні працювати як в руховому, так і в генераторному режимі. Дана обставина можна пояснити з точки зору аналогічних явищ в роботі обох машин. Більш детально конструктивні особливості двигуна і генератора розглянемо далі.
двигун
Двигун призначений для перетворення електричної енергії в механічну. У промисловому виробництві двигуни застосовуються в якості приводів на верстатах і інших механізмах, які є частиною технологічних процесів. Також двигуни використовуються в побутових приладах, наприклад, в пральній машині.
Електродвигун постійного струму
При знаходженні в магнітному полі провідника у вигляді замкнутої рамки, сили, які прикладені до рамки, приведуть даний провідник до обертання. В такому випадку, мова буде йти про найпростішому двигуні.
Як було зазначено раніше, робота двигуна постійного струму здійснюється від джерел безперебійного живлення, наприклад, від акумуляторної батареї, блоку живлення. У двигуна є обмотка збудження. Залежно від її підключення, розрізняють двигуни з незалежним і самозбудженням, яке, в свою чергу, може бути послідовним, паралельним і змішаним.
Підключення двигуна змінного струму виробляється від електричної мережі. Виходячи з принципу роботи, двигуни підрозділяються на синхронні і асинхронні.
Асинхронний двигун
Головною відмінністю синхронного двигуна є наявність обмотки на роторі, а також наявний щітковий механізм, службовець для підведення струму на обмотки. Обертання ротора здійснюється синхронно обертанню магнітного поля статора. Звідси двигун має таку назву.
В асинхронному двигуні важливою умовою є те, що обертання ротора має бути повільніше обертання магнітного поля. При недотриманні цієї вимоги наведення електрорушійної сили і виникнення електроструму в роторі виявляється неможливим.
Асинхронні двигуни застосовуються частіше, однак у них є один значний недолік - без зміни частоти струму неможливо регулювання швидкості обертання валу. Дана умова не дозволяє досягти обертання з постійною частотою. Також значним недоліком є обмеження по максимальній швидкості обертання (3000 об. / Хв.).
У випадках необхідності досягнення постійної швидкості обертання валу, можливості її регулювання, а також досягнення швидкості обертання, що перевищує максимально можливу для асинхронних двигунів, застосовують синхронні двигуни.Генератор
Провідник, переміщаючись між двома магнітними полюсами, сприяє виникненню електрорушійної сили. Коли провідник замикають, то при впливі електрорушійної сили в ньому виникає струм. На даному явищі грунтується дію електричного генератора.
Генератор змінного струму
Генератор здатний виробляти електричну енергію з теплової або хімічної енергії. Однак найбільш широкого поширення набули генератори, що перетворюють механічну енергію в електричну.
Основні складові елементи генератора постійного струму:
- Якір, який виступає в якості ротора.
- Статор, на якому розташовується котушка збудження.
- корпус.
- магнітні полюси.
- Колекторний вузол і щітки.
Генератори постійного струму використовуються не так часто. Основні сфери їх застосування: електричний транспорт, зварювальні інвертори, а також вітроустановки.
Генератор постійного струму
Генератор змінного струму має схожу конструкцію з генератором постійного струму, але відрізняється будовою колекторного вузла і обмотками на роторі.
Схема генератора змінного струму
Так само як і у випадку з двигунами, генератори можуть бути синхронними і асинхронними. Різниця між даними генераторами полягає в будові ротора. У синхронного генератора котушки індуктивності розташовані на роторі, а у асинхронного генератора для розташування обмотки на валу є спеціальні пази.
Синхронні генератори застосовують, коли необхідна видача струму з високою пусковий потужністю на короткий проміжок часу, з перевищенням номінальної. Застосування асинхронних генераторів більше передбачено в побуті, для енергетичного постачання побутових приладів, а також для освітлення, так як електрична енергія, виробляється практично без спотворень.Чим відрізняється генератор від двигуна?
Підводячи підсумок, важливо відзначити, що функціонування двигунів і генераторів засноване на загальному принципі електромагнітної індукції. Конструкція даних електричних машин аналогічна, проте є відмінність в конфігурації ротора.
Головною ж відмінністю є функціональне призначення генератора і двигуна: двигун виробляє механічну енергію, споживаючи електричну, а генератор навпаки виробляє електричну енергію, споживаючи механічну, або інший вид енергії.
