maszyna elektryczna
 
Encyklopedia PWN
maszyna elektryczna,
urządzenie elektryczne złożone z części zdolnych do wykonywania względem siebie ruchu obrotowego (maszyna elektryczna wirująca) lub postępowego (maszyna elektryczna liniowa; silnik liniowy) i przeznaczone do przetwarzania energii mechanicznej w elektryczną (prądnica elektryczna), energii elektrycznej w mechaniczną (silnik elektryczny) lub energii elektrycznej w energię elektryczną o innych wartościach napięcia, częstotliwości, liczbie faz itp. (przetwornica elektryczna);
główne części maszyny elektrycznej wirującej to stojan (część nieruchoma) i wirnik (część ruchoma); część maszyny elektrycznej (stojan lub wirnik) zawierająca uzwojenie, w którym główne pole magnetyczne indukuje siłę elektromotoryczną, stanowi twornik, część maszyny elektrycznej służąca jedynie do wytwarzania pola magnetycznego zwana jest magneśnicą.
Działanie prądnicy (generatora energii elektrycznej) opiera się na zjawisku indukowania napięcia elektrycznego źródłowego (tzw. siły elektromotorycznej) w przewodzie umieszczonym w zmiennym polu magnetycznym; zmiany pola można uzyskać w wyniku ruchu względnego pola magnetycznego i przewodu. W myśl reguły Lenza kierunek indukowanego w tworniku napięcia elektrycznego jest taki, że powstały pod jego działaniem prąd przeciwdziała ruchowi przewodu, wywołującemu indukcję. Aby pokonać siłę przeciwdziałania, trzeba zapewnić ciągły napęd prądnicy elektrycznej przez zewnętrzne źródło energii mechanicznej (silnik). Działanie silnika elektrycznego opiera się na zjawisku dynamicznego oddziaływania pola magnetycznego i przewodu z prądem (przewód jest „wypychany” z obszaru pola). W przypadku maszyny elektrycznej prądu stałego istnieje pełna odwracalność funkcji prądnicy i silnika elektrycznego zależnie od sposobu zasilania (energią mechaniczną lub elektryczną). Szczególną grupę maszyn elektrycznych stanowią elektryczne maszynowe elementy automatyki przeznaczone do pracy w układach pomiarowych oraz automatycznego sterowania (magnesyny, selsyny, transforamatory położenia kątowego, siłowniki, silniki momentowe i in.)
Za twórcę maszyny elektrycznej uznaje się M. Faradaya, który 1831 zbudował pierwszy model silnika elektryczny (tarczę Faradaya). Pierwszą maszyną elektryczną mającą praktyczne znaczenie zbudował jednak 1834 M.H. Jacobi (silnik prądu stałego z komutatorem, zastosowany do napędu małego statku rzecznego). Pierwszą maszynę elektryczną prądu przemiennego wynalazł 1878 P. Jabłoczkow (wielofazowa prądnica synchroniczna). Współczesne maszyny elektryczne trójfazowe stworzył 1888–91 M. Doliwo-Dobrowolski. W XX w. wydatnie udoskonalono maszyny elektryczne.
O dalszym rozwoju konstrukcji maszyn elektrycznych zaczął decydować głównie postęp technologiczny w dziedzinie materiałów, zwłaszcza magnetycznych i izolacyjnych, a także przyrządów półprzewodnikowych stosowanych w układach zasilania; współcześnie podstawową tendencją w rozwoju maszyn elektrycznych jest upraszczanie konstrukcji, podwyższanie sprawności wytwarzanych jednostek, zwiększanie ich trwałości, niezawodności i kompatybilności elektromagnetycznej; wzrasta różnica między mocą wytwarzaną przez maszyny elektryczne o największej mocy (turbogeneratory — 1300 MW) i maszyny elektryczne o najmniejszej mocy (mikrosilniki elektrostatyczne — ok. 0,1 mW); wymiary podstawowe średnicy stojana maszyny elektrycznej zawierają się w granicach od części mm (mikrosilniki) do kilkunastu m (hydrogeneratory).
Ilustracje
Prądnica elektryczna rys. J. Babicki/Archiwum Ilustracji WN PWN SA © Wydawnictwo Naukowe PWN
Przeglądaj encyklopedię
Przeglądaj tabele i zestawienia
Przeglądaj ilustracje i multimedia