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電動機發展簡史

電動機發展簡史

發布日期:2018-06-08 作者: 點擊:

電動機發展簡史



        1820年7月21日,丹麥哥本哈根大學教授、物理學家奧斯特發現了“電流的磁效應”,建立了電磁的相互聯系,誕生了電磁學。1821年英國著名的物理學家法拉第制成了第一個實驗電動機的模型,經過40多年時間的研究與發展,終于使電動機得以在工業生產和日常生活中得以廣泛應用。在這里我先談一談英國物理學家法拉第的一些研究工作。


        1831年法拉第經過十余年時間的實驗研究終于在8月29日實現了“磁生電”的夢想,發現了電磁感應定律。此外法拉第還發現了電解定律,還對氣體放電現象進行了大量的卓有成效的研究,為后來倫琴射線、天然放射性、同位素等的發現準備了條件,為現代物理學的發展奠定了基礎。在電磁學的研究過程中,他創造了許多新詞如抗磁性、順磁性、電介質、力線、陰離子、陽離子,提出了“場的”概念。他制造了第一臺實驗性電動機,發電機、第一臺變壓器;研究過氣體的液化、光學、電化學,他的研究所涉及的范圍之廣是伽利略以來少有的。法拉第受德國的古典哲學的影響很深 ,他相信物質世界中的一切現象都是以這種或那種方式互相聯系的,基于這種思想他還試圖確立電磁力與牛頓的萬有引力之間的聯系,后來愛因斯坦也企圖建立“統一場論”。麥克斯韋在談到法拉第時曾經說過,過去的學者在研究所有的現象時都是割裂的研究,只有法拉第是在科學的統一性的指導下進行工作。人類至今為止仍從電學中獲得巨大的福祉,我們將永遠滿懷感激之情惦記著法拉第的名字。麥克斯韋把法拉第看作是“科學家中最有成效最高尚的典型?!?/span>


        電動機簡稱電機,其在生產和生活中應用最廣,小到電動玩具,大到火車,從工廠到農村、從事業單位到企業單位等等。在實際生產生活的應用中的電動機有直流電動機和交流電動機,我分別來談一談直流電動機和交流電動機研究發展情況。


        一、直流電動機。在電動機的發展中首先發展的是直流電動機,因為我們最先得到和推廣的是直流電。直流電動機的發展大致可以分為四個階段。1、是以永磁體作為磁場的階段,這是最初直流電動機的共同特點。但是,由于天然磁極比較小,而且其磁性比較弱,電機只能獲得很小的功率,獲得的動力也是比較小,不過這段時間持續并不長,很快直流電機的發展就進入了第二個階段。2、以電磁鐵作為磁極的階段。1825年英國的電工家斯特金制成了第一塊電磁鐵(用16個線圈導線繞制成的),1829年美國物理學家亨利所制成的電磁鐵可以舉起1噸的貨物。1834年雅克比首先在電機中采用電磁鐵代替永久磁鐵,使其輸出功率顯著提高,并且首次采用換向裝置,大大改變了直流電機的性能。3、第三階段是改變勵磁方式的階段。勵磁技術是直流發電機的一個關鍵性技術,因為電動機的使用必須要由直流發電機提供電流方可,解決了發電機的技術問題,就可以使電機的應用進入到一個新的階段,也就是說電機的發展隨著發電機的發展而進步的。1851年金斯捷首先運用電磁鐵代替永久磁體勵磁,最初供應電磁鐵的電流都是來自他激式的伽伐尼電池,因為不管怎樣發電機要發出電流必須先有勵磁,而且必須先有電流才能產生磁場勵磁。1854年丹麥的赫爾特.維爾納兄弟就申請了自激式發電機的專利。此后又科學家們又發明了串激式自激發電機和自并勵發電機,大大改變了直流發電機的性能,從而開創了直流電機發展的新階段。4、直流電機發展的第四階段就是在實用的道路上朝著完善化的方向前進,主要體現在電樞轉子的改進上。1865年發明了齒狀電樞;1870年發明了環狀電樞;1872年發明了一種鼓型轉子,降低了電機生產技術的成本,電機得到實際應用的時代終于來到了。但是,隨著直流發電技術特別是直流輸電技術的限制,交流電動機又開始受到了工程師們的重視了。


        二、交流電動機。隨著直流發電技術的發展,直流發電機最多可以發出的最大電壓達到57.6千伏,輸出最大功率可以達到4650千瓦,輸送的距離可以達到180公里。但是這很快就達到了技術上的極限,直流發電機和輸電技術存在這如下幾個問題:(1)線圈的絕緣性能不夠;(2)換向器無法工作;(3)發電機在制作、運行上存在困難,尤其是換向火花;(4)高壓直接輸給用戶不僅危險,而且用戶需要的是低電壓。(5)直流電的輸送存在很大的困難。因此1856年德國西門子公司生產出第一臺轉樞式交流電動機,用的是單相交流電,與直流電機相比優勢并不明顯。1885年意大利物理學家、電工學家加利萊奧.費拉里斯、1886年美國物理學家尼古拉.特斯拉各自獨立的發明了旋轉磁場,他們將幾個線圈以輻射狀排成一圈,接入交流電,使各個線圈中的交流電頻率相同,但是其電壓、電流有相移,這樣在線圈之間的空間形成了一個旋轉磁場,而這個磁場會帶動通電線圈轉動,這樣他們研制成功二相交流電動機。1889年俄國工程師杜列夫-杜波洛沃爾斯基發明了鼠籠式三相電動機,這是第一臺能夠實用的三相交流電動機,至此電動機發展到了可以進入工業應用的階段。從電動機的發展簡史中我們可以看到科學要轉化為技術,轉化為生產力,并不是那么輕而易舉、一蹴而就的,需要付出時間、付出人力、物力和財力。難怪有人感慨的說:“現在世界上不缺科學人才,不缺科學思想和科學理論,最缺的就是將科學思想和科學理論轉化為技術與生產力的人?!蔽覀內狈撔滦偷募夹g人才。


        三相交流發電機與鼠籠式三相交流電動機的發明給各個工廠、企業和公司提供了操控方便、快捷、安全、經濟、源源不斷、動力蓬勃的心動力,從而導致了第二次動力革命。這次革命促進了資本主義社會生產力的極大的發展,使資本主義大生產開始向自動化、電機化方向發展,出現了比以蒸汽機技術為代表的第一次動力革命更為深刻的一次工業技術革命,而且這次革命現在還在并且將來還將對于人類做出更大的貢獻。



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