| 電機(jī)的兩百年發(fā)展史是怎么樣的，未來(lái)又會(huì)怎么樣？（上） |
發(fā)布者： admin 發(fā)布時(shí)間：2022-02-21 點(diǎn)擊率： 278 |
| 電機(jī)，也就是我們?nèi)粘Ｉ钪姓f(shuō)的馬達(dá)，最早可追溯到19世紀(jì)。電機(jī)的出現(xiàn)很大程度上得益于電磁感應(yīng)定律以及電磁力定律的發(fā)現(xiàn)，電動(dòng)機(jī)、發(fā)電機(jī)、變壓器、和控制電機(jī)，均是在電磁感應(yīng)原理為基礎(chǔ)工作的機(jī)器。 作為一種將電能轉(zhuǎn)換或傳遞的電磁設(shè)備，其關(guān)鍵是產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩，電機(jī)作為機(jī)電工程能量轉(zhuǎn)換的關(guān)鍵設(shè)備，是電氣傳動(dòng)的基礎(chǔ)部件，主要用途廣泛、產(chǎn)品種類(lèi)諸多、規(guī)格型號(hào)復(fù)雜，這樣的產(chǎn)品特性決定了該產(chǎn)業(yè)鏈?zhǔn)袌?chǎng)集中度不高、企業(yè)涉及到的細(xì)分領(lǐng)域多，無(wú)顯著的規(guī)律性、地區(qū)性、周期性特點(diǎn)。 現(xiàn)代生活中電機(jī)的廣泛應(yīng)用也促使了電機(jī)不斷進(jìn)化，根據(jù)應(yīng)用的不同，電機(jī)會(huì)有不同的設(shè)計(jì)和驅(qū)動(dòng)方式，這就導(dǎo)致電機(jī)型號(hào)以及種類(lèi)組件增加明顯。 我們根據(jù)用途以及特點(diǎn)，對(duì)電機(jī)進(jìn)行簡(jiǎn)單的分類(lèi)。 電機(jī)簡(jiǎn)單分類(lèi) 在電機(jī)的普遍使用的現(xiàn)在，電機(jī)又經(jīng)過(guò)了怎樣的發(fā)展歷史呢？ 我們追根溯源，說(shuō)說(shuō)電機(jī)的前世今生，以及未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)。 01 理論準(zhǔn)備與探索 1820年7月21日，丹麥哥本哈根大學(xué)教授、物理學(xué)家?jiàn)W斯特發(fā)現(xiàn)了“電流的磁效應(yīng)”，建立了電磁的相互聯(lián)系，誕生了電磁學(xué)。 1821年英國(guó)著名物理學(xué)家法拉第制成了第一個(gè)實(shí)驗(yàn)電機(jī)的模型，1822年法拉第證明電可以做工運(yùn)動(dòng)，人類(lèi)進(jìn)入電氣時(shí)代。隨著第一臺(tái)實(shí)用發(fā)電機(jī)的成功發(fā)明，第二次工業(yè)革命拉開(kāi)序幕。 后續(xù)法拉第又在1831年發(fā)現(xiàn)了電磁感應(yīng)現(xiàn)象，此外他還發(fā)現(xiàn)了電解定律，對(duì)氣體放電現(xiàn)象進(jìn)行了大量的卓有成效的研究，為后來(lái)倫琴射線(xiàn)、天然放射性、同位素等的發(fā)現(xiàn)準(zhǔn)備了條件，為現(xiàn)代物理學(xué)的發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。 在電磁學(xué)的研究過(guò)程中，他創(chuàng)造了諸如抗磁性、順磁性、電介質(zhì)、力線(xiàn)、陰離子、陽(yáng)離子等新詞匯，提出了“場(chǎng)”的概念。 法拉第制造了第一臺(tái)實(shí)驗(yàn)性電動(dòng)機(jī)，發(fā)電機(jī)、第一臺(tái)變壓器，研究過(guò)氣體的液化、光學(xué)、電化學(xué)，是名副其實(shí)的電學(xué)之父以及交流電之父。 法拉第1821年實(shí)驗(yàn)電機(jī)模型 1870年比利時(shí)人格拉姆發(fā)明直流發(fā)電機(jī)。在設(shè)計(jì)上，直流發(fā)電機(jī)和電動(dòng)機(jī)十分相似。后來(lái)，格拉姆證明向直流發(fā)動(dòng)機(jī)輸入電流，其轉(zhuǎn)子會(huì)象電機(jī)一樣旋轉(zhuǎn)。于是，這種格拉姆型電機(jī)被大量制造，效率得到明顯提高。 1888年美國(guó)發(fā)明家特斯拉根據(jù)電磁感應(yīng)原理發(fā)明了交流電動(dòng)機(jī)。這種電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，使用交流電，無(wú)需整流，無(wú)火花，被廣泛應(yīng)用于工業(yè)的家庭電器中，交流電動(dòng)機(jī)通常用三相交流供電。 電機(jī)主要由轉(zhuǎn)子、定子、電刷、端蓋及軸承等部件構(gòu)成。定子是由定子鐵芯、機(jī)座、線(xiàn)包繞組、及固定這些部件的其他結(jié)構(gòu)件組成。轉(zhuǎn)子由轉(zhuǎn)子磁極、轉(zhuǎn)子鐵芯、滑環(huán)、轉(zhuǎn)軸及風(fēng)扇等部件組成。發(fā)電機(jī)電流的產(chǎn)生是通過(guò)軸承、機(jī)座及端蓋將發(fā)電機(jī)的定子，轉(zhuǎn)子連接組裝起來(lái)，使轉(zhuǎn)子在定子中旋轉(zhuǎn)，通過(guò)滑環(huán)通入一定勵(lì)磁電流，使轉(zhuǎn)子成為一個(gè)旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，定子線(xiàn)圈做切割磁力線(xiàn)的運(yùn)動(dòng)，從而產(chǎn)生感應(yīng)電勢(shì)。通過(guò)接線(xiàn)端子引出，接在回路中，這樣就產(chǎn)生了電流。由于電刷與轉(zhuǎn)子相連處有斷路處，使轉(zhuǎn)子按一定方向轉(zhuǎn)動(dòng)，產(chǎn)生交變電流，簡(jiǎn)稱(chēng)交流電。 02 電機(jī)的快速發(fā)展階段 在電機(jī)的發(fā)展中首先得到發(fā)展的是直流電機(jī)，直流電機(jī)的發(fā)展前半部分大致可以劃分為以永磁體作為磁場(chǎng)的階段，以電磁鐵作為磁極的階段以及改變勵(lì)磁方式階段。因?yàn)殡姍C(jī)的使用必須要由直流發(fā)電機(jī)提供電流，所以在這三個(gè)發(fā)展階段中勵(lì)磁技術(shù)是直流電機(jī)得以發(fā)展的一個(gè)關(guān)鍵性技術(shù)，他為發(fā)電機(jī)提供技術(shù)理論支撐，電機(jī)的發(fā)展隨著發(fā)電機(jī)的發(fā)展而進(jìn)步，也就使得電機(jī)進(jìn)入到新的應(yīng)用階段。 1854年丹麥的赫爾特.維爾納兄弟申請(qǐng)了自激式發(fā)電機(jī)的專(zhuān)利。此后科學(xué)家們又發(fā)明了串激式自激發(fā)電機(jī)和自并勵(lì)發(fā)電機(jī)，大大改變了直流發(fā)電機(jī)的性能，使得直流電機(jī)發(fā)展進(jìn)入新階段。 1866年德國(guó)科學(xué)家西門(mén)子制成第一臺(tái)使用電磁鐵的自激式發(fā)電機(jī)。自激是指直流發(fā)電機(jī)利用本身感應(yīng)的電功率的一部分去激發(fā)場(chǎng)磁鐵，從而形成電磁鐵。西門(mén)子發(fā)電機(jī)的成功標(biāo)志著建造大容量電機(jī)，從而獲得強(qiáng)大電力，在技術(shù)上取得了突破。因此，西門(mén)子發(fā)電機(jī)在電學(xué)發(fā)展史上具有劃時(shí)代的意義。 1870年比利時(shí)人格拉姆依靠瓦利所提出的原理，并采用了1865年意大利人帕契諾蒂發(fā)明的齒狀電樞結(jié)構(gòu)，創(chuàng)造了環(huán)形無(wú)槽閉合電樞繞組，制成了環(huán)形電樞自激直流發(fā)電機(jī)。 |
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