Яковлев Владимир Александрович

Введение

Электротехника является областью науки, которая занимается изучением электротехнических и магнитных явлений и их техническим использованием в практических целях.

Интенсивное использование электрической энергии связано со следующими ее особенностями: возможностью достаточно простого и экономичного преобразования в другие виды энергии (механическую, тепловую, лучистую и т.д.); возможность централизованного и экономичного получения на различных электростанциях; простой передачи с помощью линий электропередачи с малыми потерями на большие расстояния к потребителям.

Высокая рентабельность и конкурентоспособность современных предприятий базируется на полной механизации и автоматизации производственных процессов. Решение этих задач требует создания автоматизированных систем управления на основе современной электротехнической и электронной аппаратуры и электрооборудования. Во всех отраслях производства с помощью электротехнической аппаратуры осуществляется управление производственными механизмами, автоматизация их работы, контроль за ведением производственного процесса, обеспечение безопасности обслуживания и т.д. Следовательно, функции электротехнических устройств машин настолько значительны по сравнению с их механической частью, что именно они во многом определяют такие важные показатели, как производительность, качество и надежность создаваемой продукции.

В курсе "Общая электротехника" осуществляется анализ явлений, происходящих в электрических и магнитных цепях. Изучаются вопросы связанные с установившимися и переходными процессами, с расчетами цепей постоянного переменного тока, с устройством и принципом действия трансформаторов, электромагнитных устройств, электрических машин постоянного и переменного тока, информационных электрических машин.

Знание перечисленного материала дает возможность будущим специалистам в области приборостроения и информационно-измерительной техники свободно разбираться в устройстве и принципе действия разнообразной электротехнической аппаратуры, электрических машин и оборудования и грамотно использовать их в практической деятельности.


Принцип действия электромагнитных устройств и электрических машин основан на явлении электромагнитной индукции. Явление электромагнитной индукции возникает при изменении магнитного потока, связанного с обмотками машины. Это изменение может происходить или при перемещении обмоток в магнитном поле, или вследствие изменения во времени величины связанного с ними потока, или обоими этими способами.

По роду тока электрические машины и электромагнитные устройства разделяются на машины и устройства постоянного и переменного тока.

Машины постоянного тока используются как генераторы и двигатели, электромашинные усилители и преобразователи напряжения постоянного тока. Двигатели постоянного тока обычно предназначаются для электроприводов, требующих широкого диапазона регулирования скорости вращения. Двигатели малой мощности часто применяются в системах автоматического регулирования в качестве исполнительных двигателей.

К машинам переменного тока относятся синхронные и асинхронные машины, трансформаторы и преобразователи переменного тока.

Синхронные машины используются как генераторы переменного тока, синхронные двигатели разных мощностей и компенсаторы реактивной мощности. Большое распространение получили синхронные двигатели малых мощностей в системах автоматического регулирования, требующих постоянной скорости вращения.

Асинхронные машины используются преимущественно как двигатели. Они просты в изготовлении, относительно дешевы и надежны в эксплуатации. Поэтому асинхронные двигатели по сравнению с двигателями других типов, получили наибольшее распространение. В электроприводах средней и большой мощности применяются трехфазные асинхронные двигатели с короткозамкнутым ротором, у которых скорость вращения практически не изменяется. У двигателей с фазным ротором можно плавно регулировать скорость вращения. В бытовой технике и в схемах автоматики используются асинхронные исполнительные двигатели, имеющие двухфазную обмотку на статоре и запитываемые от однофазной сети.

Трансформаторы – однофазные и трехфазные, применяют для преобразования величины входного переменного напряжения в зависимости от коэффициента трансформации.

Электрические машины мощностью до 600 Вт составляют класс микромашин. Микромашины имеют скорость вращения от одного оборота в час до 30000 об/мин и более и широко применяются в бытовой технике и в системах автоматического регулирования. Основная группа микромашин – это двигатели для бытовой техники и исполнительные двигатели автоматических устройств. Вторая группа микромашин, используемая в основном в системах автоматики, это информационные электрические машины. Если исполнительные двигатели преобразуют электрический сигнал в заданное механическое вращение или поворот вала, то информационные микромашины преобразуют скорость механического вращения в электрический сигнал (тахогенераторы), механический угол поворота в электрический сигнал (поворотные трансформаторы), а также служат для одновременного поворота или вращения двух или нескольких механически не связанных между собой осей (сельсины).

Электромагнитные устройства – это исполнительные и командные релейные устройства, используемые в качестве исполнительных устройств в аппаратуре управления и аварийной защиты электротехнических устройств. К электромагнитным устройствам относятся контакторы постоянного и переменного тока, бесконтактные реле, магнитные пускатели, автоматические выключатели, температурные реле и реле времени.

Электромагнитные устройства, электрические машины, информационные микромашины являются основными элементами современных устройств бытовой техники, промышленных силовых и информационных электротехнических изделий.