ΕΙΔΗ ΗΛΕΚΤΡΙΚΩΝ ΜΗΧΑΝΩΝ ΚΑΙ ΕΦΑΡΜΟΓΕΣ ΤΟΥΣ

Ο άνθρωπος για την ικανοποίηση των αναγκών του, χρησιμοποιεί ενέργεια σε διάφορες μορφές. Η ποιο σημαντική από αυτές είναι η ηλεκτρική ενέργεια, που σήμερα χρησιμοποιείται παντού στα σπίτια μας στα μαγαζιά και στα εργοστάσια, στα αγροκτήματα για φωτισμό μαγείρεμα για διασκέδαση για κίνηση, για θέρμανση και για πολλές άλλες χρήσεις.
Η ηλεκτρική ενέργεια (ΗΕ) παράγεται βασικά σε μεγάλα εργοστάσια που λέγονται σταθμοί παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας, με ειδικές μηχανές που λέγονται ηλεκτρικές γεννήτριες ή απλά γεννήτριες. Για να δώσουν Η.Ε οι γεννήτριες παίρνουν μηχανική ενέργεια (περιστροφική κίνηση) από κινητήριες μηχανές όπως π.χ ατμοστρόβιλοι, οι υδροστρόβιλοι, οι αεροστρόβιλοι, και οι πετρελαιοκινητήρες (ΜΕΚ).
Για την κίνηση των διαφόρων συσκευών και μηχανημάτων χρησιμοποιούμε ηλεκτρικούς κινητήρες ή απλά κινητήρες. Οι κινητήρες παίρνουν ηλεκτρική ενέργεια και δίνουν μηχανική ενέργεια.
Επίσης για την εύκολη και οικονομική χρήση της Η.Ε χρησιμοποιούμε τους στατούς μετασχηματιστές ή απλά μετασχηματιστές, που μετασχηματίζουν τα βασικά μεγέθη (τάση-ένταση), ενώ για την μετατροπή του εναλλασσόμενου ρεύματος (που παράγεται στην πράξη) σε συνεχές ρεύμα χρησιμοποιούμε τους ανορθωτές. Κατασκευάζονται αλλά χρησιμοποιούνται σπάνια και ηλεκτρικές μηχανές που μετατρέπουν το εναλλασσόμενο ρεύμα σε συνεχές και αντίστροφα το συνεχές σε εναλλασσόμενο, όπως οι στρεφόμενοι μετατροπείς και τα ζεύγη κινητήρα γεννήτριας.
Οι ηλεκτρικές μηχανές αποτελούν τις κυριότερες διατάξεις για την παραγωγή τη μεταφορά και αξιοποίηση της ηλεκτρικής ενέργειας.
Οι γεννήτριες, οι κινητήρες και οι μετασχηματιστές είναι παντού στην σύγχρονη ζωή. Στο σύγχρονο σπίτι οι ηλεκτρικοί κινητήρες είναι το βασικό εξάρτημα των περισσοτέρων οικιακών συσκευών. Βρίσκονται στα ψυγεία, στους καταψύκτες, στα πλυντήρια, στα μίξερ στα συστήματα κλιματισμού, στους ανεμιστήρες κλπ.
Το ίδιο ισχύει και για τους μετασχηματιστές, αλλά και για τις γεννήτριες, που σιγά σιγά, εκτός από την παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας μπαίνουν και στην καθημερινή μας ζωή (τροφοδοτικά, ηλεκτροπαραγωγά ζεύγη, φορητές ηλεκτρογεννήτριες).
Γιατί όμως οι ηλεκτρικές μηχανές χρησιμοποιούνται τόσο πολύ;
Η απάντηση είναι απλή: Η ηλεκτρική ενέργεια είναι η πιο καθαρή και η πιο αποτελεσματική μορφή ενέργειας. Ένας κινητήρας δεν αποβάλλει καυσαέρια ούτε χρειάζεται συνεχή τροφοδότηση με καύσιμο, όπως μια μηχανή εσωτερικής καύσεως (ΜΕΚ). Ακόμη η θερμότητα και η μηχανική ενέργεια μετατρέπονται σε ηλεκτρική μακριά από τον τόπο χρήσης τους, χωρίς προβλήματα ρύπανσης. Η μεταφορά της γίνεται με αγωγούς και έτσι μπορεί εύκολα και καθαρά να χρησιμοποιηθεί σε όποιο χώρο θέλουμε. Στην διαδικασία της μεταφοράς βοηθούν οι μετασχηματιστές μειώνοντας τις απώλειες ενέργειας.
Είδη ηλεκτρικών μηχανών και εφαρμογές τους.
Τα κυριότερα είδη ηλεκτρικών μηχανών είναι:
α) Οι ηλεκτρογεννήτριες ή απλά γεννήτριες που χρησιμοποιούνται για την παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας. Ανάλογα με το είδος του ηλεκτρικού ρεύματος διακρίνονται σε γεννήτριες Σ.Ρ και γεννήτριες Ε.Ρ .
β) Οι ηλεκτροκινητήρες ή απλά κινητήρες που χρησιμοποιούνται για την κίνηση διαφόρων μηχανημάτων και διακρίνονται σε κινητήρες συνεχούς ρεύματος, όταν είναι κατασκευασμένοι για να εργάζονται με συνεχές ρεύμα και κινητήρες εναλλασσομένου ρεύματος, όταν είναι κατασκευασμένοι για να εργάζονται με Ε.Ρ.
γ) Οι μετασχηματιστές που χρησιμοποιούνται για να ανυψώσουν η να υποβιβάσουν την τάση του εναλλασσόμενου ρεύματος (Ε.Ρ).
δ) οι στρεφόμενοι μετατροπείς και τα ζεύγη κινητήρα γεννήτριας που μετατρέπουν το Ε.Ρ σε συνεχές και αντίστροφα το Σ.Ρ σε Ε.Ρ.
Οι ηλεκτροκινητήρες χρησιμοποιούνται:

Σήμερα στις περισσότερες περιπτώσεις, η μετατροπή του Ε.Ρ σε συνεχές ρεύμα Σ.Ρ γίνεται με

 Στους σταθμούς παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας.
 Σαν εφεδρικές πηγές ηλεκτρικής ενέργειας σε νοσοκομεία εργοστάσια αεροδρόμια κλπ. Γνωστές σαν ηλεκτροπαραγωγό ζεύγος, γιατί αποτελούνται από γεννήτρια και την κινητήρια μηχανή της.
 Στην παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας σε πλοία , τρένα αυτοκίνητα , αεροπλάνα και απομονωμένα σπίτια ή αγροκτήματα.
Οι ηλεκτροκινητήρες χρησιμοποιούνται:
 Στη βιομηχανία και σε διάφορες επαγγελματικές εφαρμογές για την κίνηση εργαλειομηχανών, αντλιών, ανεμιστήρων ελάστρων γερανών ανελκυστήρων κπλ.
 Στην κίνηση οχημάτων (ηλ. Έλξη) όπως ηλεκτρικών σιδηροδρόμων, τρόλεϊ τραμ εκκίνηση κινητήρων αυτοκινήτων (μίζα) κλπ.
 Σε διάφορες ηλεκτρικές συσκευές οικιακής ή επαγγελματικής χρήσης όπως ψυγεία πλυντήρια σκούπες μίξερ, ανεμιστήρες ραδιομαγνητόφωνα δράπανα κλπ.
Οι μετασχηματιστές χρησιμοποιούνται:

 Στα συστήματα παραγωγής μεταφοράς και διανομής ηλεκτρικής ενέργειας όπου σε ειδικούς υποσταθμούς ανυψώνουν ή υποβιβάζουν την τάση του Ε.Ρ.
 Σε ηλεκτροσυγκολλήσεις ηλεκτρικές εγκαταστάσεις βιομηχανιών και σπιτιών (ηλεκτρικό κουδούνι) ηλεκτρονικές συσκευές κλπ.

Οι ανορθωτές χρησιμοποιούνται:
 Για την τροφοδότηση αλλά και την αυτόματη ρύθμιση της ταχύτητας περιστροφής κινητήρων Σ.Ρ με στοιχεία από ημιαγωγούς που ονομάζονται θυρίστορ που επιτρέπουν σε ειδικές βιομηχανικές μονάδες να χρησιμοποιούν, οικονομικά κινητήρες Σ.Ρ μεγάλης ακρίβειας.
 Παντού όπου χρειάζεται Σ.Ρ όπως π.χ στην φόρτιση των συσσωρευτών στην ηλεκτροχημική βιομηχανία (ηλεκτρολύσεις επιμεταλλώσεις) στις ηλεκτρονικές συσκευές στην έλξη κλπ.

Παρατηρήσεις
1. Οι ηλεκτρικές γραμμές (γεννήτριες και κινητήρες) είναι αναστρέψιμες. Δηλαδή μπορούν να λειτουργήσουν γενικά και αντίστροφα (οι γεννήτριες σαν κινητήρες (εφόσον τροφοδοτηθούν από το δίκτυο) και οι κινητήρες σαν γεννήτριες (εφόσον περιστραφεί ο δρομέας τους
2. Οι μηχανές Ε.Ρ διακρίνονται σε σύγχρονες και ασύγχρονες .
Σύγχρονες ονομάζονται οι ηλεκτρικές μηχανές ( κινητήρες ή γεννήτριες ) στις οποίες υπάρχει σταθερή σχέση μεταξύ της συχνότητας του ρεύματος και της ταχύτητας περιστροφής τους. Δηλ. αυτές που στρέφονται με σταθερή ταχύτητα και ασύγχρονες αυτές που η ταχύτητα τους εξαρτάται από το φορτίο.