Электромеханическое преобразование энергии как основа машинного производства

Поскольку в процессе преобразования энергии должен соблюдаться закон сохранения энергии, то можно записать уравнение баланса энергии: энергия на входе = энергия на выходе + запасенная энергия + потери энергии. Если электромеханический преобразователь энергии работает в режиме двигателя, то энергия на входе — электрическая, энергия на выходе — механическая, запасенная энергия связана с накопителями энергии магнитного поля, потери энергии — тепловая энергия, возникающая вследствие потерь в проводниках (электрические потери), магнитопроводах (магнитные потери), на трение в подшипниках и вращающихся частей в воздухе (механические потери).

Общая структура электромеханического преобразователя может быть представлена следующей схемой (рис. 1.11):

рис. 1.11.

На схеме показаны составляющие системы и их связи: ЭС — электрическая часть системы, МС — механическая часть системы, МП — магнитное поле связи в пространстве, разделяющем неподвижную и подвижную части преобразователя, 11' - электрический вход (электрические зажимы), 22' - электрический вход магнитного поля связи, 33' - механический вход (вал для вращающегося преобразователя), 44' - механический вход магнитного поля связи, рэ — электрические потери, рм — магнитные потери, рт — механические потери; со стороны электрических зажимов обозначения переменных обычны — u, i, e (соответственно напряжение, ток, электродвижущая сила), со стороны механических — это, f, (или, М) — скорость и сила соответственно (или угловая скорость и момент). Пространство, разделяющее неподвижную и подвижную части преобразователя, называют рабочим зазором.

Преобразование энергии в рассматриваемой системе полагает присутствие в зазоре, в соответствии с определением вектора Пойнтинга, и электрического, и магнитного поля. Но, когда внутренняя среда преобразователя является ферромагнитной, он определяется как магнитный.