Réversibilité des machines électriques

Dispositions fondamentales du principe de réversibilité des machines électriques

Selon la loi de Bio-Savard, la force F = Bli, (VA) agit sur un conducteur se déplaçant dans un champ magnétique avec un courant I, dont le sens est déterminé par la règle de gauche. Par conséquent, si vous apportez les brosses à une machine à courant alternatif courant alternatif, alors une force apparaîtra qui fera bouger les fils ab et cd dans un champ magnétique, et la bobine ab° Сd commencera à tourner (Fig. 1).

Il suffit que la fréquence soit le courant corresponde à la fréquence de rotation pendant la période de démarrage notez f = pn... Un phénomène similaire se produira si un courant continu est appliqué aux balais d'une machine à courant continu. Collectionneur dans ce cas, il jouera le rôle d'un onduleur, convertissant le courant continu fourni en courant alternatif à l'intérieur de l'induit (voir Fig. 2).

C'est ainsi que l'on obtient un moteur électrique qui, contrairement à un générateur, convertit l'énergie électrique en énergie mécanique.

Selon la loi de Lenz, le courant induit a toujours une direction dans laquelle la force électromagnétique émergente tend à empêcher le changement (mouvement) en raison duquel le courant est induit.

Riz. 1.L'alternateur le plus simple

Riz. 2. Le générateur CC le plus simple

Riz. 3. Le générateur donne une force électromotrice alternative si les extrémités du cadre sont reliées aux anneaux. S'ils sont connectés à des demi-anneaux (plaques collectrices), le courant dans le circuit sera pulsé.

Sur la base des lois mentionnées ci-dessus et du principe de fonctionnement des machines électriques les plus simples, nous pouvons formuler les dispositions de base suivantes pour la conversion d'énergie :

1) la transformation réciproque directe de l'énergie mécanique et électrique dans les machines électriques inductives n'est possible que lorsque ces dernières sont de l'énergie à courant alternatif,

2) une telle conversion d'énergie nécessite un circuit électrique avec une inductance changeante (dans notre cas, il s'agit d'une boucle tournant dans un champ magnétique),

3) pour convertir le courant alternatif en courant continu, il doit y avoir une résistance électrique variable dans le circuit électrique (son rôle dans les machines électriques est joué par le contact balai-collecteur, dont la résistance change de l'infini lorsque le balai ne touche pas le plaque collectrice, à une certaine valeur minimale lorsque la brosse recouvre complètement la plaque),

4) toute machine électrique est énergétiquement réversible, c'est-à-dire qu'elle peut en principe fonctionner indifféremment en génératrice et en moteur,

5) puisque pour la manifestation la loi de l'induction électromagnétique il suffit du mouvement relatif du fil et du champ magnétique, alors toute machine électrique est cinématiquement réversible, c'est-à-dire qu'elle peut faire tourner soit une armature, soit une inductance.

Est-il pratiquement possible d'utiliser un moteur au lieu d'un générateur ?

Selon la loi de E. X.Lenz, le courant induit dans un circuit électrique fermé a toujours une direction dans laquelle la force électromagnétique émergente tend à empêcher ce changement (mouvement) en raison duquel le courant électrique est induit. Sur cette base, toute machine électrique à induction est "réversible en énergie", c'est-à-dire qu'elle peut en principe fonctionner à la fois en générateur et en moteur.

Cependant, si vous avez besoin de savoir à quel mode de fonctionnement la machine électrique est destinée - pour un générateur ou un moteur, cela est dû au fait qu'en pratique certaines exigences sont imposées au générateur et au moteur, qui ne sont pas toujours compatibles , et il peut donc s'avérer qu'une machine électrique conçue en générateur ne pourra pas fonctionner de manière satisfaisante en moteur et inversement.

Par conséquent, chaque machine doit avoir une indication sur la "plaque" pour quel mode de fonctionnement elle est destinée par l'usine qui l'a produite. Il convient également de noter qu'un certain nombre de types de machines électriques sont apparues et ne sont utilisées qu'en tant que générateur ou uniquement en tant que moteur.

Réversibilité cinématique d'une machine électrique

Du point de vue de la mise en oeuvre de la conversion d'énergie dans une machine électrique, seul le mouvement relatif de ses deux organes principaux importe, suivi de la réversibilité cinématique de la machine électrique.

Cela signifie que si le rotor d'une machine électrique est bloqué et que l'on laisse tourner le stator, celui-ci se mettra à tourner, tandis qu'il tournera, connexions électriques inchangées, dans le sens opposé à celui dans lequel le rotor a tourné dans le le stator tourne (cela découle des lois de la mécanique).

Bien entendu, pour que le stator tourne, il devra être équipé de paliers adaptés et en plus de contacts électriques glissants pour maintenir l'alimentation en énergie électrique du stator, le cas échéant, avant la conversion. Évidemment, avec la circulation cinématique de la machine électrique à rotor interne, on obtient une machine électrique à rotor externe et inversement.