Машины переменного тока делятся на две основные группы — синхронные ( СМ ) и асинхронные (AM) машины. Кроме того, находят применение многие типы специальных электрических машин — коллекторные, гистерезисные, индукторные, шаговые, линейные и т.п.
Синхронной называют машину переменного тока, у которой скорость вращения ротора с обмоткой (индуктора) находится в строго постоянном отношении к частоте сети и не зависит от нагрузки, а именно
где f1 — частота сети; p — число пар полюсов ротора.
Асинхронной называют машину, у которой скорость вращения ротора при заданной частоте сети f1 зависит от нагрузки, т.е.
Процессы преобразования энергии во всех машинах электромеханического типа, в том числе и в машинах переменного тока, подчиняются трем основным законам, получившим название законов электромеханики.
Первый закон касается энергетических соотношений и устанавливает, что преобразование энергии в электрических машинах не может происходить с КПД, равным или большим 100%, т.е. процесс преобразования во всех случаях сопровождается потерями энергии, которые имеют место в электрических контурах или в конструктивных элементах машин.
Второй закон электромеханики касается закономерностей взаимодействия магнитных полей, создаваемых обмотками вращающихся и неподвижных частей машины. Этот закон формулируется следующим образом. Магнитные поля, создаваемые вращающимися обмотками, и обмотками, расположенными на неподвижных элементах электромеханических преобразователей, перемещаются в одном направлении и с одинаковыми скоростями, или неподвижны друг относительно друга. Так, в машинах постоянного тока основное магнитное поле, создаваемое неподвижными обмотками возбуждения, неподвижно и поле, создаваемое вращающим якорем, так же неподвижно. В асинхронных и синхронных машинах магнитные поля статора и ротора вращаются с одинаковыми скоростями в одном направлении и таким образом также неподвижны друг относительно друга.
Третий закон определяет принцип обратимости электромеханических преобразователей. Подобно машинам постоянного тока синхронные и асинхронные машины обратимы, т.е. могут работать как в генераторном, так и в двигательном режимах.
В судовых электроэнергетических системах СМ применяются, главным образом, в качестве генераторов — основных и вспомогательных источников электроэнергии, AM — преимущественно в качестве двигателей. В промышленности широкое применение находят и синхронные двигатели (СД). Асинхронные генераторы используются, как правило, в специальных установках. В последние годы они нашли применение в мощных ветроустановках.
