世界重大发明之电动机

电动机(Motors)是把电能转换成机械能的设备,它是利用通电线圈在磁场中受力转动的现象制成,分布于各个用户处,电动机按使用电源不同分为直流电动机和交流电动机,电力系统中的电动机大部分是交流电机,可以是同步电机或者是异步电机(电机定子磁场转速与转子旋转转速不保持同步速)。电动机主要由定子与转子组成。通电导线在磁场中受力运动的方向跟电流方向和磁感线(磁场方向)方向有关。电动机工作原理是磁场使通电导线受力的作用,使电动机转动。

1821年,英国科学家法拉第首先证明,可以将电力或电能转换为旋转运动的动能,最先制

成第一台电动机的雏形。1821年,英国皇家协会会员沃拉斯顿听说,丹麦的奥斯特教授发现当导线通过电流时会使

旁边的磁针偏转(电流的磁效应)。他想,既然通电流的导线能使磁针偏转,那么反过来,磁

铁接近通电流的导线,能不能使导线移动。他试验了几次都失败了,失去信心,让实验员拆除

实验装置,而这位实验员就是自学成材的大科学家法拉第。据说是德国的雅可比。他于1834年前后成了一种简单的装置:在两个U型电磁铁中间,装一

六臂轮,每臂带两根棒型磁铁。通电后,棒型磁铁与U型磁铁之间产生相互吸引和排斥作用 ,

带动轮轴转动。后来,雅可比做了一具大型的装置。安在小艇上,用320个丹尼尔电池供电,

1838年小艇在易北河上首次航行,时速只有2.2公里。与此同时,美国的达文波特也成功地制出了驱动印刷机的电动机,印刷过美国电学期刑

《电磁和机械情报》。但这两种电动机都没有多大商业价值,用电池作电源,成本太大、不实

用。    直到第一台实用直流发动机问世 ,电动机才得到广泛应用。1870年比利时工程师格拉姆

发明了直流发电机,在设计上,直流发电机和电动机很相似。后来,格拉姆证明向直流发电机

输入电流,其转子会象电动机一样旋转。于是,这种格拉姆型电动机大量制造出来。效率也不

断提高。与此同时,德国的西门子接制造出更好的发电机,并着手研究由电动机驱动的车辆,

于是西门子公司制成了世界的电车。1879年,在柏林工业展览会上,西门子公司不冒烟的电车

赢得观众的一片喝彩。西门子电机车当时只有3马力,后来美国发明大王爱迪生试验的电机车已

达12—15马力。但当时的电动机全是直流电机,只限于驱动电车。    1888年南斯拉夫出生的美国发明家特斯拉发明了交流电动机。它是根据电磁感应原理制

成,又称感应电动机,这种电动机结构简单,使用交流电,无需整流,无火花,因此被广泛应

用于工业的家庭电器中,交流电动机通常用三相交流供电。    1902年瑞典工程师丹尼尔森首先提出同步电动机构想。同步电动机工作原理同感应电动机

一样,由定子产生旋转磁场,转子绕组用直流供电,转速固定不变,不受负载影响。因此同步

电动机特别适用于钟表,电唱机和磁带录音机。    直流电动机是直流激磁,工作特性以其激磁绕组的接线方式不同而有区别。串激电动机起

动转矩大,适用于牵引和起重,并激电动机转速随负载大小而变动较小,且可以调节,可用为

定速或调速之用,复激电动机兼有以上两种激磁方式发动机的特性。交流换向器电动机,即转子具有换向器的交流电动机。因它既可用于交流又可用于直流,

故称作交直流两用电动机或通用电动机,多用于家用电器。


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