Reversibilidade de máquinas elétricas

Disposições básicas do princípio da reversibilidade das máquinas elétricas

Segundo a lei de Bio-Savard, a força F = Bli, (VA) atua sobre um condutor que se move em um campo magnético com uma corrente I, cujo sentido é determinado pela regra da mão esquerda. Portanto, se você levar as escovas para uma máquina AC corrente alternada, surgirá uma força que fará com que os fios ab e cd se movam em um campo magnético e a bobina ab° Сd começará a girar (Fig. 1).

É necessário apenas que a frequência da corrente corresponda à frequência de rotação durante o período de inicialização nota f = pn... Um fenômeno semelhante ocorrerá se uma corrente contínua for aplicada às escovas de uma máquina CC. Colecionador neste caso fará o papel de inversor, convertendo a corrente contínua fornecida em corrente alternada dentro da armadura (ver Fig. 2).

É assim que obtemos um motor elétrico que, ao contrário de um gerador, converte energia elétrica em energia mecânica.

De acordo com a lei de Lenz, a corrente induzida sempre tem uma direção na qual a força eletromagnética emergente tende a impedir a mudança (movimento) devido à qual a corrente é induzida.

Arroz. 1.O alternador mais simples

Arroz. 2. O gerador DC mais simples

Arroz. 3. O gerador fornece uma fem alternada se as extremidades do quadro estiverem conectadas aos anéis. Se estiverem conectados a meios anéis (placas coletoras), a corrente no circuito será pulsante.

Com base nas leis mencionadas acima e no princípio de operação das máquinas elétricas mais simples, podemos formular as seguintes disposições básicas para conversão de energia:

1) a transformação recíproca direta de energia mecânica e elétrica em máquinas elétricas indutivas só é possível quando esta última é energia de corrente alternada,

2) tal conversão de energia requer um circuito elétrico com uma indutância variável (no nosso caso, é um loop girando em um campo magnético),

3) para converter corrente alternada em corrente contínua, deve haver uma resistência elétrica variável no circuito elétrico (seu papel nas máquinas elétricas é desempenhado pelo contato escova-coletor, cuja resistência muda do infinito quando a escova não toca o placa coletora, a um determinado valor mínimo quando a escova se sobrepõe completamente à placa),

4) toda máquina elétrica é energeticamente reversível, ou seja, em princípio, pode funcionar tanto como gerador quanto como motor,

5) já que para manifestação a lei da indução eletromagnética basta o movimento relativo do fio e o campo magnético, então qualquer máquina elétrica é cinematicamente reversível, ou seja, pode girar tanto uma armadura quanto um indutor.

É praticamente possível usar um motor em vez de um gerador?

De acordo com a lei de E. X.Lenz, a corrente induzida em um circuito elétrico fechado sempre tem uma direção na qual a força eletromagnética emergente tende a impedir aquela mudança (movimento) devido à qual a corrente elétrica é induzida. Com base nisso, qualquer máquina elétrica de indução é "reversível em energia", ou seja, em princípio, pode funcionar tanto como gerador quanto como motor.

No entanto, se você precisar saber para qual modo de operação a máquina elétrica se destina - para um gerador ou um motor. Isso se deve ao fato de que, na prática, certos requisitos são impostos ao gerador e ao motor, que nem sempre são compatíveis , e, portanto, pode acontecer que uma máquina elétrica projetada como gerador não seja capaz de operar satisfatoriamente como motor e vice-versa.

Portanto, cada máquina deve ter a indicação na “placa” para qual modo de operação é destinada pela fábrica que a produziu. Também deve ser notado que vários tipos de máquinas elétricas surgiram e são usadas apenas como gerador ou apenas como motor.

Reversibilidade cinemática de uma máquina elétrica

Do ponto de vista da implementação da conversão de energia em uma máquina elétrica, apenas o movimento relativo de seus dois órgãos principais é importante, seguido da reversibilidade cinemática da máquina elétrica.

Isso significa que, se o rotor de uma máquina elétrica estiver travado e o estator puder girar, ele começará a girar, enquanto girará, com as conexões elétricas inalteradas, na direção oposta àquela em que o rotor girou no o estator gira (isso decorre das leis da mecânica).

Obviamente, para que o estator gire, ele precisará ser equipado com rolamentos adequados e, além disso, contatos elétricos deslizantes para manter o fornecimento de energia elétrica ao estator, se houver, antes da conversão. Obviamente, com a circulação cinemática da máquina elétrica de rotor interno, obtemos uma máquina elétrica de rotor externo e vice-versa.