В современной энергетике важнейшее место отводится электрическим машинам и трансформаторам, составляющим основное звено любой силовой электрической системы. Знание теории электрических машин, современных тенденций их развития, конструкций, расширение возможностей по их применению в различных областях народного хозяйства, безусловно, является актуальным и практически значимым при подготовке современных специалистов, работающих во всех отраслях энергетики.
Электрическая энергия является основным видом энергии, используемым в народном хозяйстве. Электрические машины, производящие электроэнергию и потребляющие её, составляют основное звено силовой электрической системы. Возможность изготовления электрической машины мощностью от нескольких ватт до десятков и даже сотен мегаватт позволяет использовать её в качестве основной рабочей машины при электрификации промышленности, транспорта и сельского хозяйства.
Как и все электромагнитные механизмы, электрическая машина является преобразователем энергии. При производстве электроэнергии на тепловых и атомных электростанциях тепловую энергию, полученную при сжигании топлива или в результате ядерных реакций, посредством паровой турбины преобразует в механическую энергию вращения, которая приводит в действие электрическую машину - генератор. На гидравлических электростанциях для получения электроэнергии используют энергию воды, поднятой на определённый уровень. Вода, проходя через гидротурбину, вращает вал генератора. В результате электромагнитных процессов, происходящих в генераторе, механическая энергия преобразуется в электрическую. Значительная часть электрической энергии, потребляемой различными отраслями хозяйства, преобразуется вновь в механическую энергию, необходимую для привидения в действие машин, механизмов, станков. Это преобразование осуществляется при помощи электрических машин, называемых электрическими двигателями.
Использование электрических машин в качестве генераторов или двигателей является главным их применением. Но электрические машины имеют и другие назначения. Так, потребление электроэнергии часто связано с преобразованием рода электрического тока, например переменного тока в постоянный, или же с преобразованием величины напряжения. Такие преобразования осуществляются посредством электромашинных преобразователей.
Электрические машины используют также и для усиления мощности электрических сигналов. В этом случае электрическая машина называется электромашинным усилителем.
Электрическая машина, используемая для повышения коэффициента мощности электрических установок, называется синхронным компенсатором.
Помимо деления по назначению, электрические машины классифицируются по принципу действия. Согласно этой классификации, электрические машины разделяются на коллекторные и бесколлекторные, отличающиеся друг от друга как принципом действия, так и конструкцией.
Коллекторные машины применяются, главным образом, для работы на постоянном токе. Лишь коллекторные машины небольшой мощности делаются универсальными, применяемыми для работы как на постоянном, так и на переменном токе.
Бесколлекторные машины разделяются на асинхронные и синхронные и могут быть как многофазными, так и однофазными.
Широкое распространение электрических машин во всех областях производственной деятельности привело к разработке многочисленных конструктивных форм электрических машин, соответствующих различным условиям работы и предъявляемым требованиям. Поэтому приведённая классификация электрических машин является приближённой и не отображает всего многообразия типов электрических машин. Тем не менее, знакомство с этой классификацией является полезным, так как она положена в основу изучения курса электрических машин.
Курс электрических машин, помимо собственно электрических машин, предусматривает изучение трансформаторов.
Трансформатор является статическим преобразователем переменного тока из одной величины в другую, чаще всего при одной и той же частоте. Возможность преобразования напряжения переменного тока из одной величины в другую даёт переменному току преимущества, благодаря которым он получил значительное распространение. В настоящее время нельзя представить себе электрическую установку переменного тока без трансформаторов.