Генераторы переменного тока

Наиболее важно применение магнитного потока в электрических машинах, предназначенных для превращения механической энергии в электрическую (генераторы) или электрической энергии в механическую (электродвигатели).

Все современные мощные генераторы электрического тока основаны на явлении электромагнитной индукции при движении проводников в магнитном поле. Остановимся сначала на генераторах переменного тока.

Рис.5.

Если a- угол, составленный нормалью n к плоскости витка и вектором индукции поля B, то поток сквозь виток равен

F = B S cos a = F0 cos a,

где S- площадь витка, а Ф0- максимальное значение потока при a= 0. При равномерном вращении витка с угловой скоростью w угол a= wt+a0, и поэтому э.д.с. одного витка

e = - d F / dt = F0 w sin (w t +a0) = e 0 sin (wt + a0) (3.1)

Если имеется не один, а N витков проволоки, то амплитуда э.д.с. e0 будет в N раз больше. Если Ф0 выражено в Вб, а w- в рад/с, то e0 выражено в вольтах.

Из (3.1) видно, что для повышения э.д.с. необходимо увеличивать магнитный поток Ф0, а для этого сопротивление магнитной цепи машины выгодно сделать возможно меньшим. Поэтому магнитную систему генераторов делают из двух железных сердечников: наружного кольцеобразного неподвижного сердечника и внутреннего вращающегося цилиндрического сердечника, а воздушный зазор между ними доводят до минимальных размеров. Машина имеет, как правило, две обмотки, одна из которых размещается в пазах неподвижного сердечника (статора) с внутренней его стороны, а другая расположена в пазах вращающегося сердечника(ротора). Одна обмотка используется для создания магнитного потока, а другая служит рабочей обмоткой, в которой индуцируется переменная э.д.с.