| 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？（下） |
發(fā)布者： admin 發(fā)布時(shí)間：2022-02-21 點(diǎn)擊率： 339 |
1873年，德國(guó)電氣工程師赫夫納·阿爾特涅克對(duì)直流電機(jī)的電樞又作了改進(jìn)，研制成功鼓狀電樞自激直流發(fā)電機(jī)。他吸取了格拉姆和帕契諾蒂電機(jī)轉(zhuǎn)子的優(yōu)點(diǎn)，簡(jiǎn)化了制造方法，因而大大提高了發(fā)電機(jī)的效率，降低了發(fā)電機(jī)的生產(chǎn)成本，使發(fā)電機(jī)進(jìn)入到實(shí)用階段。 1880年，美國(guó)發(fā)明家愛(ài)迪生制造出了名為“巨象”的大型直流發(fā)電機(jī)，并于1881年在巴黎博覽會(huì)上展出。 與此同時(shí)，電動(dòng)機(jī)的研制工作也在進(jìn)行之中。發(fā)電機(jī)和電動(dòng)機(jī)是同一種機(jī)器的兩種不同的功能，用其作為電流輸出裝置就是發(fā)電機(jī)，用其作為動(dòng)力供給裝置就是電動(dòng)機(jī)。 電機(jī)的這一可逆原理是在1873年偶然獲得證明的。這一年在維也納的工業(yè)展覽會(huì)上，一位工人操作失誤，把電線錯(cuò)接到一臺(tái)正在運(yùn)行的格拉姆發(fā)電機(jī)上，結(jié)果發(fā)現(xiàn)這臺(tái)發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子改變了方向，迅即向相反的方向轉(zhuǎn)動(dòng)，變成了一臺(tái)電動(dòng)機(jī)。從此以后，人們認(rèn)識(shí)到直流電機(jī)既可作發(fā)電機(jī)運(yùn)行，也可作電動(dòng)機(jī)運(yùn)行的可逆現(xiàn)象，這個(gè)意外的發(fā)現(xiàn)，對(duì)電機(jī)的設(shè)計(jì)制造產(chǎn)生了深刻的影響。 隨著發(fā)電、供電技術(shù)的發(fā)展，電機(jī)的設(shè)計(jì)和制造也日趨完善。到19世紀(jì)90年代，直流電機(jī)已具有了現(xiàn)代直流電機(jī)的一切主要結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。盡管直流電機(jī)已被廣泛使用，并在應(yīng)用中產(chǎn)生了可觀的經(jīng)濟(jì)效益，但其自身的缺點(diǎn)卻制約了它的進(jìn)一步發(fā)展。這就是它不能解決遠(yuǎn)距離輸電，也不能解決電壓高低的變換問(wèn)題，于是交流電機(jī)獲得了迅速發(fā)展。 在此期間兩相電動(dòng)機(jī)和三相電動(dòng)機(jī)相繼問(wèn)世。1885年意大利物理學(xué)家加利萊奧費(fèi)拉里斯提出了旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)原理，并研制出廠二相異步電動(dòng)機(jī)模型，1886年移居美國(guó)的尼古拉·特斯拉也獨(dú)立地研制出二相異步電動(dòng)機(jī)。俄國(guó)籍電氣工程師多利沃多勃羅沃利斯基在1888年制成一臺(tái)三相交流單鼠籠異步電動(dòng)機(jī)。交流電機(jī)的研制和發(fā)展，特別是三相交流電機(jī)的研制成功為遠(yuǎn)距離輸電創(chuàng)造了條件，同時(shí)把電工技術(shù)提高到一個(gè)新的階段。 1880年前后，英國(guó)的費(fèi)朗蒂改進(jìn)了交流發(fā)電機(jī)，并提出交流高壓輸電的概念。 1882年，英國(guó)的高登制造出了大型二相交流發(fā)電機(jī)。1882年法國(guó)人高蘭德和英國(guó)人約翰·吉布斯獲得了“照明和動(dòng)力用電分配辦法”的專利，并研制成功了第一臺(tái)具有實(shí)用價(jià)值的變壓器，它是交流輸配電系統(tǒng)中最關(guān)鍵的設(shè)備。后來(lái)威斯汀豪斯對(duì)吉布斯變壓器的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了改進(jìn)，使之成為一臺(tái)具有現(xiàn)代性能的變壓器。 1889年俄國(guó)工程師杜列夫-杜波洛沃爾斯基發(fā)明了鼠籠式三相電動(dòng)機(jī)，這是第一臺(tái)能夠使用的三相交流電動(dòng)機(jī)，至此電動(dòng)機(jī)發(fā)展到了可以進(jìn)入工業(yè)應(yīng)用的階段。 1891年布洛在瑞士制造出高壓油浸變壓器，后又研制出巨型高壓變壓器。由于變壓器的不斷改進(jìn)使遠(yuǎn)距離高壓交流輸電取得了長(zhǎng)足的進(jìn)步。 經(jīng)過(guò)100多年的發(fā)展，電機(jī)本身的理論已經(jīng)相當(dāng)成熟。但是，隨著電工科學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)與控制技術(shù)的發(fā)展，電機(jī)的發(fā)展又進(jìn)入了新的階段。其中，交流調(diào)速電動(dòng)機(jī)的發(fā)展最為令人矚目，只是由于要用電路元件和旋轉(zhuǎn)變流機(jī)組來(lái)實(shí)現(xiàn)，而控制性能又比不上直流調(diào)速，所以長(zhǎng)期得不到推廣應(yīng)用。 1970年代以后，有了電力電子變流裝置，逐步解決了調(diào)速裝置要減少設(shè)備、縮小體積、降低成本、提高效率、消除噪聲等問(wèn)題，才使交流調(diào)速獲得了飛躍的發(fā)展。發(fā)明矢量控制之后，又提高了交流調(diào)速系統(tǒng)的靜、動(dòng)態(tài)性能。采用微機(jī)控制以后，用軟件實(shí)現(xiàn)矢量控制算法，使硬件電路規(guī)范化，從而降低了成本，提高了可靠性，而且還有可能進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)更加復(fù)雜的控制技術(shù)。電力電子和微機(jī)控制技術(shù)的迅速進(jìn)步是推動(dòng)交流調(diào)速系統(tǒng)不斷更新的動(dòng)力。 03 電機(jī)的發(fā)展趨勢(shì) 目前，我國(guó)電機(jī)產(chǎn)業(yè)經(jīng)過(guò)40多年的發(fā)展，特別是在改革開(kāi)放后，取得了顯著的進(jìn)步。電機(jī)作為機(jī)械裝備上不可或缺的組件之一，在全球降低能耗的背景下，高效節(jié)能電機(jī)成為全球電機(jī)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的共識(shí)。 電機(jī)未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)有以下幾點(diǎn)： 1、在節(jié)能減排的框架下，高效節(jié)能電機(jī)是電機(jī)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的必然方向，高效節(jié)能電機(jī)將帶動(dòng)產(chǎn)業(yè)鏈實(shí)現(xiàn)快速發(fā)展。高效節(jié)能電機(jī)將把我國(guó)工業(yè)推向一個(gè)新的高度，助力中國(guó)制造2025目標(biāo)達(dá)成。就行業(yè)而言，小電機(jī)制造行業(yè)將會(huì)向規(guī)模化、標(biāo)準(zhǔn)化和自動(dòng)化方向發(fā)展，而大中型電機(jī)制造行業(yè)卻向單機(jī)容量不斷增大、要求特殊化、多樣化、定制化的方向發(fā)展。 2、電機(jī)形式更加多樣，電機(jī)逐漸向?qū)Ｓ眯苑较虬l(fā)展。我國(guó)現(xiàn)在工業(yè)發(fā)展要求以及人民群眾對(duì)于生活質(zhì)量要求使得對(duì)于電機(jī)的需求是多樣的，同時(shí)過(guò)去同樣的電機(jī)分別用于不同負(fù)載類型、不同使用場(chǎng)合的局面將會(huì)被打破，更偏向?qū)Ｓ脠?chǎng)景化。 3、電機(jī)的構(gòu)造必將更加的小巧、精細(xì)。未來(lái)智慧城市以及工業(yè)自動(dòng)化的發(fā)展對(duì)于智能機(jī)器人以及自動(dòng)化設(shè)備的需求將會(huì)明顯增加，預(yù)計(jì)未來(lái)智能機(jī)器人以及自動(dòng)化設(shè)備將會(huì)得到大規(guī)模發(fā)展。其運(yùn)行必然需要電機(jī)的驅(qū)動(dòng)，這些精細(xì)的操作對(duì)于電機(jī)的要求也會(huì)偏向小巧、精致。 小結(jié) 從家用電器到工業(yè)器具，電機(jī)在國(guó)民生活所需物件中是必不可缺的組成部分。因此，電機(jī)性能對(duì)于產(chǎn)品使用以及產(chǎn)品質(zhì)量的重要性不言而喻，同時(shí)它也間接影響著我們的生活質(zhì)量。 |
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