История создания электродвигателя
Первые эксперименты с электромагнитными устройствами
Электромеханика является относительно молодой, по историческим меркам, отраслью науки и техники.
1800, Вольта
Итальянский физик, химик и физиолог, Алессандро Вольта, первый в мире создал химический источник тока.
1820, Эрстед
Датский ученый, физик, Ханс Кристиан Эрстед, обнаружил на опыте отклоняющее действие тока на магнитную стрелку.
1821, Фарадей
Британский физик-экспериментатор и химик, Майкл Фарадей, опубликовал трактат «О некоторых новых электромагнитных движениях и о теории магнетизма», где описал, как заставить намагниченную стрелку непрерывно вращаться вокруг одного из магнитных полюсов. Эта конструкция впервые реализовала непрерывное преобразование электрической энергии в механическую. Принято считать ее первым электродвигателем в истории.
1822, Ампер
Французский физик, Андре Мари Ампер, открыл магнитный эффект соленоида (катушки с током), откуда следовала идея эквивалентности соленоида постоянному магниту. Среди прочего Ампер предложил использовать железный сердечник, помещенный внутрь соленоида, для усиления магнитного поля. В 1820 году им был открыт закон Ампера.
1822, Барлоу
Английский физик и математик, Питер Барлоу, изобрел колесо Барлоу, по сути, униполярный электродвигатель.
1825, Араго
Французский физик и астроном, Доминик Франсуа Жан Араго, опубликовал опыт показывающий, что вращающийся медный диск заставляет вращаться магнитную стрелку, подвешенную над ним.
1825, Стёрджен
Британский физик, электротехник и изобретатель, Уильям Стёрджен, в 1825 изготовил первый электромагнит, который представлял из себя согнутый стержень из мягкого железа с обмоткой из толстой медной проволоки.
1827, Йедлик
Венгерский физик и электротехник, Аньош Иштван Йедлик, изобрел первую в мире динамо-машину (генератор постоянного тока), однако практически не объявлял о своем изобретении до конца 1850-х годов.
1831, Фарадей
Английский физик, Майкл Фарадей, открыл электромагнитную индукцию, то есть явление возникновения электрического тока в замкнутом контуре при изменении магнитного потока, проходящего через него. Формулировка закона электромагнитной индукции.
1831, Генри
Американский физик, Джозеф Генри, независимо от Фарадея обнаружил взаимоиндукцию, но Фарадей раньше опубликовал свои результаты.
1832, Пикси
Француз, Ипполит Пикси, сконструировал первый генератор переменного тока. Устройство состояло из двух катушек индуктивности с железным сердечником напротив которых располагался вращающийся магнит подковообразной формы, который приводился в движение вращением рычага. Позже для получения постоянного пульсирующего тока к этому устройству был добавлен коммутатор.
1833, Стёрджен
Британский физик, Уильям Стёрджен, публично продемонстрировал электродвигатель на постоянном токе в Марте 1833 года в Аделаидской галерее практической науки в Лондоне. Данное изобретение считается первым электродвигателем, который можно было использовать.
1833, Ленц
В начале в электромеханике разграничивали магнито-электрические машины (электрические генераторы) и электро-магнитные машины (электрические двигатели). Российский физик (немецкого происхождения), Эмилий Христианович Ленц, опубликовал статью о законе взаимности магнито-электрических явлений, то есть о взаимозаменяемости электрического двигателя и генератора.
Первые реальные электрические двигатели
Май 1834, Якоби
Немецкий и русский физик, академик Императорской Санкт-Петербургской Академии Наук, Борис Семенович (Мориц Герман фон) Якоби, изобрел первый в мире электродвигатель с непосредственным вращением рабочего вала. Мощность двигателя составляла около 15 Вт, частота вращения ротора 80-120 оборотов в минуту. До этого изобретения существовали только устройства с возвратно-поступательным или качательным движением якоря.
История создания электродвигателя переменного тока
Двигатель переменного тока — электрический двигатель, питание которого осуществляется переменным током.
Введение
По принципу работы эти двигатели разделяются на синхронные и асинхронные двигатели. Асинхронная машина — это электрическая машина переменного тока, частота вращения ротора которой не равна (в двигательном режиме меньше) частоте вращения магнитного поля, создаваемого током обмотки статора.
Второе название асинхронных машин
В ряде стран к асинхронным машинам причисляют также коллекторные машины. Второе название асинхронных машин — индукционные вследствие того, что ток в обмотке ротора индуцируется вращающимся полем статора. Асинхронные машины сегодня составляют большую часть электрических машин. В основном они применяются в качестве электродвигателей и являются основными преобразователями электрической энергии в механическую.
Достоинства и недостатки
- Лёгкость в изготовлении.
- Отсутствие механического контакта со статической частью машины.
- Небольшой пусковой момент.
- Значительный пусковой ток.
История
Приоритет в создании асинхронного двигателя принадлежит Николе Тесле
Вклад в развитие асинхронных двигателей внес Галилео Феррарис, который в 1885 г. в Италии построил модель асинхронного двигателя мощностью 3 Вт. В 1888 г. Феррарис опубликовал свои исследования в статье для Королевской Академии Наук в Турине (в том же году, Тесла получил патент США 381,968 от 01.05.1888 (U.S. Patent 0 381 968|заявка на изобретение № 252132 от 12.10.1887), в которой изложил теоретические основы асинхронного двигателя. Заслуга Феррариса в том, что сделав ошибочный вывод о небольшом к.п.д. асинхронного двигателя и о нецелесообразности применения систем переменного тока, он привлек внимание многих инженеров к проблеме совершенствования асинхронных машин. Статья Галилео Феррариса, опубликованная в журнале «Атти ди Турино», была перепечатана английским журналом и была прочитана в июле 1888 г. выпускником Дармштадтского Высшего технического училища, выходцем из России Михаилом Осиповичем Доливо-Добровольским .
Доливо-Добровольский установил, что для создания вращающегося магнитного поля — основы работы асинхронного двигателя — технически и экономически целесообразно применение симметричной трехфазной магнитной системы, со сдвигом фаз на 120 электрических градусов. Трехфазный асинхронный электродвигатель, изготовленный Доливо-Добровольским в 1889 г., продемонстрировал высокую эффективность и неоспоримые преимущества перед двухфазными двигателями Феррариса и Тесла. По словам изобретателя: "уже при первом включении выявилось ошеломляющее для представлений того времени действие… попытка остановить его торможением за конец вала от руки блестяще провалилась, и только при особой ловкости было возможно воспрепятствовать таким способом его запуску при включении. Если принять во внимание малые размеры моторчика, это представлялось чудом для всех приглашенных свидетелей". Несмотря на это отношение к переменному току у многих оставалось сдержанным. Корифей электротехники Т. Эдисон отказался даже осмотреть новое изобретение, заявив: «Нет, нет, переменный ток — это вздор, не имеющий будущего. Я не только не хочу осматривать двигатель переменного тока, но и знать о нем». Вскоре Доливо-Добровольскому удалось решить все основные проблемы, связанные с конструкцией двигателя, устройство которого до настоящего времени принципиально не менялось.
Первая демонстрация
Первой демонстрацией практического применения асинхронного двигателя и трехфазной системы стала Международная электротехническая выставка 1891 г. во Франкфурте-на-Майне. Выставку с гидроэлектростанцией на реке Неккар в городе Лауфен соединила 170-километровая линия электропередачи. А 25 августа на выставке зажглась тысяча электроламп, питаемых током от Лауфенской электростанции. Затем был пущен трехфазный асинхронный двигатель мощностью 75 кВт, приводивший в действие декоративный дестиметровый водопад. Разработки Доливо-Добровольского вскоре были внедрены в производство. Простой, экономичный и надежный двигатель переменного тока, получил широкое распространение и послужил стимулом для развития техники переменных токов и электроэнергетики в целом. В России фирма AEG в конце 90-х гг. XIX в. развернула сеть агентств в Москве, Санкт-Петербурге, Ростове и других городах, занимавшихся реализацией изделий своих германских предприятий. Генеральное представительство этой фирмы располагалось в Москве, в Лубянском проезде, рядом с Политехническим музеем.
Трехфазный асинхронный электродвигатель типа "DR8O" мощностью 6 л.с. (4 кВт) выпуска 90-х гг. XIX в. из собрания Политехнического музея является одним из первых серийных трехфазных двигателей фирмы AEG. Об этом свидетельствует наличие кольцевой обмотки на статоре. Впоследствии от таких обмоток отказались, перейдя на более совершенные — барабанные.
Заключение
Основные элементы двигателя — трехфазная обмотка статора, шихтованный ротор с короткозамкнутой обмоткой типа "беличья клетка" — предложены и разработаны Доливо-Добровольским. Работа асинхронного двигателя основана на электромагнитном взаимодействии между статором и ротором. Токи статорных обмоток создают вращающееся магнитное поле, которое, в свою очередь, индуцируют токи в короткозамкнутой обмотке ротора. В результате взаимодействия токов ротора с магнитным полем статора создается вращающий момент.
Кто изобрел трехфазный двигатель – Доливо-Добровольский или Никола Тесла?
Доливо-Добровольский. Хотя Тесла и работал с трёхфазными системами (более того, именно он и предложил концепцию вращающегося магнитного поля, на которой работает такой двигатель), он чаще работал с двух- и четырёхфазными системами. Так что даже в англоязычной Википедии изобретателем трёхфазного двигателя назван Mikhail Dolivo-Dobrovolsky.
Именно Доливо-Добровольский предложил трёхфазную систему, такую какая сейчас есть..
Он же разработал два вида асинхронных двигателя: с к.з. ротором, которые сейчас в основном используются, с фазным ротором (сейчас мало используются) и ещё двигатель с повышенным пусковым моментом!!
И ещё Доливо-Добровольский разработал и предложил трёхфазный силовой трансформатор и трёхфазную ЛЭП и генератор, при этом построил действующий образец к выставке: генератор, трансформатор, ЛЭП и двигатели.. Первым, кто описал вращающееся магнитное поле (именно это основ асинхронника) был Феррарис..
Тесла тоже типа что-то там комбинировал, но коряво и не практично, в основном на двухфазном токе и его комбинациях — потом выяснилось, что это фуфло несусветное:/
Так что первым, кто описал основу асинхронных двигателей — это Фераррис, а все основные нормальные рабочие образцы предложил Доливо-Добровольский.. Тесла здесь сбоку припёку, известен больше спекулятивными "изобретениями" типа передачи электроэнергии без проводов, да не практичным генератором Тесла, который создаёт сверхвысокое напряжение..
Асинхронный электродвигатель
АСИНХРОННЫЙ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЬ — асинхронная электрическая машина, работающая в двигательном режиме. Наиболее распространен трехфазный асинхронный электродвигатель (изобретен в 1889 М. О. Доливо Добровольским). Асинхронные электродвигатели отличаются относительной простотой… … Большой Энциклопедический словарь
асинхронный электродвигатель — — [А.С.Гольдберг. Англо русский энергетический словарь. 2006 г.] Тематики энергетика в целом EN asynchronous motorinduction motor … Справочник технического переводчика
асинхронный электродвигатель — асинхронная электрическая машина, работающая в режиме двигателя. Наиболее распространён трёхфазный асинхронный электродвигатель (изобретён в 1889 М. О. Доливо Добровольским). Асинхронные электродвигатели отличаются относительной простотой… … Энциклопедический словарь
АСИНХРОННЫЙ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЬ — асинхронная машина, работающая в двигат. режиме. Угловую скорость А. э. регулируют переключением числа пар полюсов, изменением частоты питающего тока, сопротивления в цепи ротора, а также каскадным включением неск. машин. Направление вращения А.… … Большой энциклопедический политехнический словарь
асинхронный электродвигатель с короткозамкнутым ротором — — [А.С.Гольдберг. Англо русский энергетический словарь. 2006 г.] Тематики энергетика в целом EN squirrel cage motor … Справочник технического переводчика
МНОГОСКОРОСТНОЙ АСИНХРОННЫЙ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЬ — асинхронный электродвигатель(обычно с короткозамкнутым ротором), имеющий одну или неск. обмоток статора, к рые можно переключать на разные числа полюсов, соответствующие разным синхронным угловым скоростям поля; тем самым ступенчато регулируется… … Большой энциклопедический политехнический словарь
двухскоростной асинхронный электродвигатель — 3.5 двухскоростной асинхронный электродвигатель : Асинхронный электродвигатель с короткозамкнутым ротором, у которого имеется две первичных обмотки с различным числом пар полюсов или одна первичная обмотка, переключение которой позволяет изменять … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации
асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором — Асинхронный двигатель, у которого первичная обмотка, расположенная обычно на статоре, присоединяется к источнику питания, а вторичная обмотка, расположенная обычно на роторе, выполнена в виде клетки и обтекается индуктированным током [СТ… … Справочник технического переводчика
Электродвигатель переменного тока — Электродвигатели разной мощности (750 Вт, 25 Вт, к CD плееру, к игрушке, к дисководу) Электрический двигатель это, электрическая машина, в которой электрическая энергия преобразуется в механическую, побочным эффектом является выделение тепла.… … Википедия