Приведем здесь лишь один пример, характеризующий конъюнктурный характер этого показателя. Рассмотрим изменение массы промышленных асинхронных короткозамкнутых электродвигателей общего назначения небольшой мощности (1 – 10 кВт), являющихся главным элементом простейшего массового электропривода. В Японии, где мало природных ресурсов, но очень высок уровень технологии, с 1950 по 1986 г. масса таких двигателей снизилась в среднем в 2,5 раза за счет лучших материалов, лучшего качества их обработки, оптимальной конструкции и т.п. По имеющимся прогнозам процесс снижения массы двигателей там еще продолжается.
В США до середины 70-х годов ХХ в. также происходило снижение массы таких двигателей, однако сейчас в связи с повышением цен на энергию и большими запасами материалов резко выросло производство так называемых энергосберегающих двигателей, масса которых увеличена, по сравнению с обычными на 40 – 50 %.
Итак, мы назвали семь показателей электропривода. Они, конечно, далеко не полностью характеризуют этот сложный объект. Так, среди них нет таких важных для практики показателей, как комплектность, заводская готовность, нет эргономических, дизайнерских характеристик, нет отдельного показателя, отражающего удобство и эффективность эксплуатации, и т.д. Это не значит, что названные стороны электропривода не важны, более того, иногда они оказываются решающими. Просто они менее специфичны, чем названные семь, а в небольшой книге нельзя написать обо всем.
В состав любого электропривода, сколь бы прост или сложен он ни был, обязательно входит электромеханический преобразователь энергии – электрическая машина. Другие компоненты могут отсутствовать или, наоборот, быть очень развиты – это зависит от функций электропривода. Но электромеханический преобразователь присутствует всегда, он – неотъемлемая часть системы, называемой электроприводом.
В основе работы любого из громадного числа электромеханических преобразователей энергии лежит одно из пяти фундаментальных физических явлений. Назовем эти явления, хотя они известны еще из школьной физики, и с них начинается любой учебник по электрическим машинам.
1. На проводник с током в магнитном поле действует сила. При этом не существенно, какова природа поля: создано ли оно постоянным магнитом, специальной катушкой или соседним проводником с током. При перемещении проводника в магнитном поле в нем наводится электродвижущая сила (ЭДС).
2. На ферромагнитный материал в магнитном поле действует сила, стремящаяся переместить его в зону, где интенсивность поля максимальна. Если поле создано катушкой с током, то при перемещении изменяется магнитный поток и, следовательно, в витках наводится ЭДС.
3. На обкладки заряженного конденсатора и на диэлектрик в электрическом поле действует сила. При взаимном перемещении изменяется или заряд, или напряжение на обкладках, или и то и другое.
4. Некоторые кристаллы слегка деформируются при приложении напряжения в определенном направлении. Если такие кристаллы деформировать, возникает электрический заряд. Это явление известно как пьезоэффект.
5. Многие ферромагнитные материалы слегка деформируются под влиянием магнитного поля. Будучи деформированы, эти материалы изменяют свои магнитные свойства. Это явление называют магнитострикцией.
Названные пять физических явлений, относящихся к электромеханическому преобразованию энергии, совсем не в равной мере используются в современной технике. Больше всего «повезло» первому явлению. Абсолютное большинство электрических машин выполнялось и выполняется на основе принципа «проводник в магнитном поле» и является, по существу, его различными реализациями.
Второе явление широко используется в различных электрических аппаратах (электромагнитных реле, контакторах, пускателях
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.