Индуктивная электрическая машина состоит из двух основных частей: неподвижной и подвижной (рис. 1).
Неподвижная часть, статор, состоит из магнитопровода 3 той или иной конфигурации, одной или нескольких обмоток 1 и конструктивных деталей 5, при помощи которых всем элементам статора придается определенное положение в пространстве.
Подвижная часть состоит из магнитопровода 4, одной или нескольких обмоток 2, а также конструктивных деталей, при помощи которых обеспечивается перемещение подвижной части относительно неподвижной в определенном направлении и передается сопряженной машине преобразованная механическая энергия.
Рис. 1. Вращающаяся (цилиндрическая) машина:
1 — обмотки статора; 2 — обмотка ротора; 3 — сердечник статора; 4 — сердечник ротора; 5 — конструктивные детали статора; 6 - вал ротора; 7 — аксиально-радиальные опоры
Подвижные и неподвижные обмотки получают питание от электрических сетей, к которым они присоединены непосредственно или через преобразователи частоты. Для связи с подвижными обмотками используются скользящие контакты. Обычно подвижная часть машины обладает одной степенью свободы перемещения (перемещение в остальных возможных направлениях исключается при помощи опор 7 того или иного исполнения).
Наибольшее распространение получили машины, в которых подвижная часть вращается, изменяя свое угловое положение относительно статора. Такие машины называются вращающимися, а их подвижная часть — ротором.
Чаще всего встречаются вращающиеся машины, в которых цилиндрический ротор располагается внутри статора, имеющего форму полого цилиндра. Они называются цилиндрическими вращающимися машинами или просто вращающимися машинами (рис. 1).
Иногда в целях увеличения момента инерции вращающихся частей ротор, имеющий форму кольца, располагают снаружи статора. В этом случае применяют название — машина с внешним ротором.
Возможно также исполнение вращающейся машины, в которой статор и ротор имеют форму дисков, обращенных друг к другу плоскими торцевыми поверхностями. Такие вращающиеся машины называют торцевыми (рис. 2).
Значительно реже применяются электрические машины, в которых подвижная часть перемещается поступательно, изменяя свое линейное положение относительно статора. Такие машины называются линейными и имеют два возможных исполнения: плоское и цилиндрическое.
В плоской линейной машине подвижный и неподвижный магнитопроводы имеют форму параллелепипедов, обращенных друг к другу плоскими гранями (рис. 3). В цилиндрической линейной машине подвижный магнитопровод цилиндрической формы перемещается в осевом направлении внутри неподвижного магнитопровода кольцеобразной формы (рис. 4). Плоские линейные электрические машины могут использоваться, например, для приведения в движение электрифицированного рельсового транспорта, особенно при больших скоростях перемещения (более 200—300 км/ч). Цилиндрические — пригодны для линейного перемещения рабочих органов различных механизмов.
Рис. 2. Вращающаяся торцевая машина (обозначения см. рис. 1)
Рис. 3. Линейная плоская машина:
1 — обмотки статора; 2 — обмотки подвижной части; 3 — сердечник статора; 4 — сердечник подвижной части; 5 — конструктивные детали статора; 6 — шток подвижной части; 7 — опоры
Рис. 4. Линейная цилиндрическая машина:
1 — обмотки статора; 2 — обмотки подвижной части; 3 — сердечник статора; 4 — сердечник подвижной части; 5 — конструктивные детали статора; б — шток подвижной части; 7 — опоры
Встречаются также вращающиеся и линейные электрические машины, в которых подвижная часть совершает колебательное движение. Колебания вращающейся части могут потребоваться, например, для приведения в движение балансира электрических часов. Колебания поступательно перемещающейся части используются, например, в электрической машине, приводящей в действие ударную часть отбойного инструмента.
Рис. 5. Вращающаяся электрическая машина со встроенным редуктором:
/ — станина; 2 — сердечник статора; 3 — обмотка статора; 4 — ротор; 5 — вал ротора; б — шариковый подшипник; 7 — редуктор; 8 — вал редуктора
Для изменения параметров преобразуемой механической энергии (формы и параметров движения, при котором осуществляется передача механической энергии) между машиной и источником (или потребителем) механической энергии может быть установлен механический преобразователь.
Роль механического преобразователя аналогична роли электрического преобразователя частоты, связывающего электрическую машину с сетью. Механический преобразователь часто встраивается в машину, представляя с ней одно целое. Наиболее распространенным механическим преобразователем является зубчатый или планетарный редуктор (мультипликатор), предназначенный для уменьшения или увеличения частоты вращения вала (рис. 5).
Для преобразования вращательного движения в поступательное может использоваться червячная передача, зубчатая реечная передача или фрикционная передача. Для преобразования качаний или колебаний во вращательное или поступательное движение используются различного рода храповики.
Однако электрические машины чаще всего выполняются без механического преобразователя.
