滑环电动机 感应式电动机的发展史~和都什么控制方法~求教~

感应式电动机的发展史~和都什么控制方法~求教~  

一个说法：电力技术革命起源于欧洲，完成在美国。

1866年，维·西门子发明电机后曾给他在伦敦的弟弟写信：“电力技术很有发展前途，它将会开创一个新纪元。”后来事实证明了他的预见。

继西门子的电机之后，1876年贝尔(1847一l922)发明了电话，1879年爱迪生发明电灯，这三大发明照亮了人类实现电气化的道路 19世纪80年代初，电机在结构上已经较为完备，进一步改善的需要促进了理论的研究。

因为电源只有电池提供的直流电，当时大多数的电机仍然是直流的，供给电解、电镀等用途的发电机也必须是直流的。

根据电磁感应产生的交流电，要由电机上的换向器变为直流才能应用。

最早较大规模使用交流电，是1876年在电力照明中的应用。

俄国H.雅布罗奇可夫为照明建立的发电厂，发送的就是交流电。

1883年英国高拉德(L.Golard 1850～1888)和吉布斯(I.Dickson Gibbs)制成具有分接头和几个绕组的变压器，用改变接线的方法变换所需的电压，仍然用的是开放式磁路。

这种变压器在英国伦敦博览会上展出，每台容量达到5kVA。

1885年，匈牙利工程师麦克斯韦(MaxWeri1851～1934)研制出采用闭合式磁路的干式变压器，效率更大为提高，并取得德国的专利。

交流电的另一个特点是由静止的线圈可以产生旋转的磁场。

对后来的电机发生了重大的影响。

意大利科学家费拉伊(GalileoFerrais1847～1897)1888年春在都灵科学院报告，他于1885年发现用不同相位的交流电通向几个静止的线圈，可以产生旋转磁场。

几乎同时，美籍南斯拉夫裔工程师特斯拉(NicolaTeslal1856～1943)在美国也报道发现了旋转磁场，并在1882年制成了没有滑环的交流电动机。

1888年秋，俄国年青的工程师多里沃－多布罗夫斯基(1862～1919)注意在电机的动态制动实验中，如果将电动机的电枢线圈短接，会产生很强的制动作用。

由此他很快体会到如果减少电枢上线圈的电阻，使感应电流增大，不是用来制动，而是随着旋转磁场旋转，就可以提供一定的力矩。

根据这种设想，他在铁柱中穿过铜条，并在端部短接做为转子，放在旋转磁场中制成鼠笼式感应电动机。

这种电动机不需要向转子引入励磁电流，从而免除了滑动触环，构造简单坚固，成本低廉，运行平稳，直到现在仍被广泛采用为动力来源。

他又将二相改为三相，使电机圆周上的空间可以充分利用。

三相的交流电，各自的相位互差120电度，这样的三个正弦式大小相等的电流相加，恰好等于零。

换句话说，供给三个线圈三相电流，不需要用六根导线，只要将线圈的另一端接到一起成为中点，这样仅需要三根导线就可以了。

1889年他制成了功率为100W的电动机，1891年制成的电动机达3.7kW。

多里沃－多布罗夫斯基还制成了三相变压器。

他提出几种构造都是可行的，包括铁芯为壳式、芯式、或日字形。

人们发现交流电机中能量损失的测量结果与计算结果相差很多。

英国爱文(J.A.Ewing)指出这可能是由于磁滞损失未考虑在内的原因。

德裔美国人司坦麦兹(Charles Proteus Steinmetz 1865～1923)给出了计算磁滞损失的经验公式，即损失正比于磁通密度B的1.6～2次方，按材料而采用不同的方式。

这个公式很有效，一直应用到现在。

交流电的使用，促进了交流电路理论的发展。

交流电路与直流电路有很大差别，不仅电动势及电流是随时间有正负交互的变化，而且电路中不仅有电阻的作用，还必须考虑电感和电容的影响。

早在1847年，Y.X楞次就发现了线圈中通过交变电流时，它与电动势的变化相位上不一致。

1877年，II.H.雅布罗奇可夫观察到电容上交流电压也与电流的相位不同。

19世纪80年代J.C.麦克斯韦曾提出过电路中交流的全阻抗表示。

卡普(KingsburgKapp1852～1922)在1887年推出了计算变压器产生的感应电动势E平均值的公式：

E＝4.44wfΦ10-8

式中f为频率，W为匝数，Φ为磁通量。

根据这个式子可确定变压器中磁通与磁化电流的关系。

M.O.多里沃－多布罗夫斯基发展了卡普的理论。

1891年他在法兰克福电工学术会议上提出了关于交流电理论的报告：“磁通是决定于所加电压的大小，而不是决定于磁阻。

而磁阻的变化只影响磁化电流的大小。

如果磁通的变化是正弦式的，则电动势或电压也是正弦式的，但二者相位差90度。”他又将磁化电流分成两个分量，即“有功分量”与“磁化分量”。

他提出交流电的基本波形为正弦式，将线圈中电流分为两个分量等都为后来所沿用。

交流电路计算方法中一个重要进展，是C.P.司坦麦兹的复数符号法。

他利用数学中的第莫威定理，用复数代表正弦量的大小和相位。

在给定的频率下，三角函数的运算就简化为复数的代数运算了。

他又根据瑞士数学家阿根德(JeanRobert Argand1768～1813)在1806年所提出的用矢量表示复数，则又可以用平面上的矢量代表交流电的大小和相位，所以可称之为“相量”。

相量概念因其直观性易懂，成为分析交流电的有力工具。

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