Введение

Прогресс современной науки и техники связан с применением электрической энергии в различных производственных процессах и устройствах. Одним из основных видов электрического оборудования являются электрические машины. Электрические машины – это электромеханические преобразователи, в которых осуществляется преобразование электрической энергии в механическую или механической в электрическую, а также для преобразования одного рода электрической энергии в другой. Основное отличие электрических машин от других преобразователей в том, что они обратимы, то есть одна и та же машина может работать в режиме двигателя, преобразуя электрическую энергию в механическую и в режиме генератора, преобразуя механическую энергию в электрическую.

Электрические машины являются основными элементами энергетических установок, различных машин, механизмов и технологического оборудования. Преимущество их – высокий КПД, достигающий 95-98 %, сравнительно малые масса и габаритные размеры. Электрические машины могут быть выполнены на различные мощности (от долей ватта до сотен мегаватт), частоты вращения и напряжения. Они характеризуются высокой надёжностью, простотой управления и обслуживания, удобством подвода и отвода энергии.

По виду создаваемого в машинах поля, в котором происходит преобразование энергии, электрические машины подразделяются на индуктивные, емкостные и индуктивно-ёмкостные. Современные широко применяемые электрические машины – индуктивные. Преобразование энергии в них осуществляется в магнитном поле. Ёмкостные электрические машины, не нашли широкого применения из-за сложности создания достаточно мощного электрического поля, в котором происходит преобразование энергии. Индуктивно-ёмкостные машины появились лишь недавно. Преобразование энергии в них происходит в электромагнитном поле.

В большинстве типов электрических машин магнитное поле создаётся переменными токами обмоток статора и ротора.

В зависимости от рода потребляемого или отдаваемого в сеть тока электрические машины подразделяются на машины переменного и постоянного тока. В курсовой работе будут рассматриваться машины переменного тока, которые подразделяются на синхронные, асинхронные и коллекторные.

На современных электростанциях обычно вырабатывается переменный ток и для передачи его к потребителям через линии электропередачи и электрические сети необходимо изменять напряжение. Такое изменение (трансформация переменного тока) осуществляется с помощью преобразователей, которые называются трансформаторами. Трансформаторы представляют собой статические электромагнитные аппараты, имеющие две или большее число индуктивно связанных обмоток и предназначенные для преобразования посредством электромагнитной индукции одной или нескольких систем переменного тока в одну или несколько других систем. Трансформаторы не имеют вращающихся частей. Однако, в принципе их действия и устройства есть много общего с вращающими электрическими машинами, поэтому их также относят к электрическим машинам в широком смысле этого слова.

В любой электрической системе основными силовыми элементами, участвующими в прцессе преобразования энергии, являются электрические машины. Производство электрической энергии осуществляется синхронными генераторами. Экономичная передача электрической энергии на большие расстояния возможна через воздушные и кабельные линии высокого напряжения. Этой цели, а также для последующего распределения энергии между отдельными потребителями служат трансформаторы. Среди потребителей электрической энергии существенную долю составляет двигательная нагрузка, состоящая в основном из асинхронных двигателей. При большой протяженности линии электропередачи и слабой связи с системой целесообразно использования синхронных двигателей, способствующих поддержания постоянства напряжения в узле нагрузок путём регулирования реактивной мощности. Такую же роль выполняет и синхронный компенсатор, который устанавливают на крупных подстанциях с большими колебаниями напряжения.

Оценку работы электрических машин в описанной системе можно дать на основе анализа установившихся режимов их работы.