2277150251

OD AUTORÓW

Maszyny elektryczne - to klasyczny dział elektrotechniki¹⁾. Mimo długiej historii są w stałym intensywnym rozwoju, dzięki nowym, wręcz rewolucyjnym odkryciom w zakresie materiałów, metod modelowania, obliczeń i projektowania, nowych układów zasilania i sterowania, miniaturyzacji itp. Szczególna atrakcyjność maszyn elektrycznych polega na kompleksowym kojarzeniu w jeden spójny system różnych działów elektrotechniki, matematyki, fizyki, chemii, mechaniki, technologii i informatyki.

Maszyny elektryczne były powszechnie stosowane już na początku rozwoju elektrotechniki -współcześnie napotkać można je praktycznie wszędzie. Obrazowo można by powiedzieć: „maszyny elektryczne to bijące serce elektrotechniki".

Współcześnie buduje się maszyny elektryczne o mocach obejmujących zakres od miliwatów (mikro-silniki napędzające urządzenia bioinżynieryjne) do około 2 tysięcy megawatów (generatory synchroniczne w elektrowniach). Część maszyn, napędzająca proste urządzenia technologiczne, wiruje ze stałą prędkością obrotową. Są też maszyny pracujące ze zmienną prędkością, które realizują bardzo skomplikowane, trójwymiarowe trajektorie (napędy robotów), łącząc ruch obrotowy, liniowy i drgający.

Podstawą działania maszyn elektrycznych są dwa odkrycia: efektu magnetycznego prądu przez Hansa Oersteda (21 kwietnia 1820 r.) i zjawiska indukcji elektromagnetycznej przez Michała Faradaya (29 sierpnia 1831 r.).

Wspominamy tutaj celowo odkrycia H. Oersteda i M. Faradaya, gdyż ich doświadczenia są dzisiaj stosowane (permanentnie powtarzane) w większości urządzeń elektromagnetycznych (elektromechanicznych), użytkowanych na całym globie i nikt, na ogół, się nad tym nie zastanawia. Doświadczenia te muszą jednak być ciągle przypominane, gdyż ich znaczenie dydaktyczne jest fundamentalne.

Wśród historyków nauki powszechnie uważa się, że doświadczania H. Oersteda należą do najbardziej pamiętnych eksperymentów w całej historii nauki, a prawo Faradaya jest kołem zamachowym gospodarki (ekonomii). Zatem, nie powinno być wątpliwości - bez maszyn elektrycznych tak szybki postęp cywilizacyjny byłby niemożliwy.

Niniejszy e-skrypt zawiera wykłady z przedmiotu Maszyny elektryczne, które wygłosiliśmy w roku akad. 2009/2010 dla studentów drugiego roku na kierunku Elektrotechnika - studia stacjonarne 1-szego stopnia (poziom inżynierski), Wydział Elektrotechniki i Automatyki Politechniki Gdańskiej. Wykładowi maszyny elektryczne, realizowanemu na trzecim semestrze w wymiarze 30 godzin, towarzyszy laboratorium z maszyn elektrycznych w wymiarze 30 godzin.

W ramach kierunku Elektrotechnika realizowano projekt systemowy „Zamawianie kształcenia na kierunkach technicznych, matematycznych i przyrodniczych-pilotaż" - Priorytet IV PO KL „Szkolnictwo wyższe i nauka" - specjalność zamawiana: Technologie Informatyczne w Elektrotechnice. Oczywiście opracowany e-skrypt nie zawiera tekstu dosłownego wykładów, lecz już opracowany -czasem w większym, czasem w mniejszym stopniu. Wykłady te stanowią tylko część pełnego procesu dydaktycznego. Dla ich wysłuchania 190 osobowa grupa studentów, podzielona na dwie części (w tym 31 osobowa grupa studentów specjalności Technologie Informatyczne w Elektrotechnice),

¹¹ Współcześnie, zamiast klasycznej nazwy „maszyny elektryczne", często używa się nazwy fachowej „przetworniki elektromechaniczne".