Дізнайтеся більше про історію електричного двигуна в нашій сьогоднішній статті, технологічний прогрес, який повністю змінив автомобільну промисловість.
Без сумніву, електричний автомобіль поступово позиціонує себе як реальна альтернатива проти горіння. І, хоча важливі дані про його ефективність або автономія, мало хто насправді щось знає про історію Росії електричний мотор.
Коротка історія електродвигуна
Першими електродвигунами були прості електростатичні пристрої, описані в експериментах, проведених шотландським монахом-бенедиктинцем Ендрю Гордон та американський винахідник Бенджамін Франклін у 1740-х роках.
Теоретичний принцип, що стоїть за ними, Кулонівське право, був відкритий англ Генрі Кавендіш у 1771 р., хоча і не друкувався. Цей закон був відкритий самостійно французами Шарль-Огюстен де Кулон у 1785 р., який таки видав його.
Винахід електрохімічної комірки італійцем Алессандро Вольта в 1799 р. це уможливило виробництво постійних електричних струмів. Після данської Ганс Крістіан Ерстед відкрив у 1820 р. взаємодію такого струму з магнітним полем (електромагнітна взаємодія), незабаром було досягнуто значного прогресу.
Французький Андре-Марі Ампер Потрібно було лише кілька тижнів, щоб розробити перше формулювання електромагнітної взаємодії та представити його Закон Ампера, який описує виробництво механічної сили взаємодією електричного струму та магнітного поля.
Першу демонстрацію ефекту обертальним рухом провели англійці Майкл Фарадей в 1821 р. Підвісний дріт занурили в ртуть, над якою розмістили постійний магніт. Коли струм проходив через дріт, він обертався навколо магніту, показуючи, що струм породив довкола кругове магнітне поле навколо нього. Без сумніву, фундаментальний вчений в історії електродвигуна.
Цей двигун часто демонструють у фізичних експериментах, замінюючи розсіл ртутним (токсичним). Англійська Пітер Барлоу спирався на це в 1822 році для свого Колесо Барлоу, хоча ці та інші подібні гомополярні двигуни не могли бути використані для їх практичного застосування до кінця століття.
У 1827 р. Угорський фізик Ányos Jedlik почав експериментувати з електромагнітними котушками. Після вирішення технічних проблем безперервного обертання винаходом комутатора він назвав свої перші пристрої "електромагнітними автороторами".
Хоча їх використовували лише для навчання, в 1828 році Джедлік показав перший пристрій, що містив три основні компоненти практичних двигунів постійного струму: статор, ротор та комутатор. Пристрій не використовував постійні магніти, оскільки магнітні поля нерухомих та обертових компонентів створювались лише струмами, що протікають через їх обмотки.
Історія електродвигуна постійного струму
Перший електродвигун постійного струму, здатний обертати машини, був винайдений англійським вченим Вільям Стерджен у 1832 р. Слідом за його роботою американський винахідник Томас Девенпорт побудував електродвигун постійного струму комутатора, який запатентував у 1837 році.
Ці двигуни працювали зі швидкістю 600 обертів на хвилину завдяки потужній техніці та друкарському пресу. Однак вони не мали комерційного успіху через високу вартість первинної батареї, яка зруйнувала Давенпорт. Крім того, на той момент не було жодної системи розподілу електроенергії, тому для цих двигунів не виникло практичного комерційного ринку.
Після багатьох більш-менш вдалих спроб із відносно слабким поворотним та поршневим апаратом німець Моріц фон Якобі створив перший справжній роторний електродвигун у травні 1834 р., який розвинув неабияку механічну потужність. Через чотири роки він вдосконалив своє творіння, маючи достатньо потужний двигун, щоб переправитись через широку річку на човні з 14 людьми.
У 1855 р. Джедлік побудував пристрій з принципами, подібними до принципів, що використовувались у його електромагнітних автороторах, який міг виконувати корисну роботу. Того ж року він побудував модель електромобіля.
Великий перелом стався в 1864 р., Коли італій Антоніо Пачінотті вперше описав кільцеву арматуру (хоча спочатку вона була задумана в генераторі постійного струму, тобто динамо), яка включала симетрично згруповані котушки, замкнені на собі і з'єднані з шинами комутатора, щітки яких практично не подавали струму без коливань.
Історія електродвигуна продовжується першими комерційно успішними двигунами постійного струму, які послідували за розвитком бельгійського Зенобе Грамме. У 1871 році це було винайдено дизайн Пачінотті і прийнято деякі рішення від німецької мови Вернер фон Сіменс.
І це те, що великим прогресом стало відкриття оборотності електричної машини, оголошене Siemens в 1867 р. І спостерігане Пачінотті в 1869 р. Грамме випадково продемонстрував це з нагоди 1873 Віденська універсальна виставка, коли ви підключили два з цих пристроїв постійного струму на відстані до 2 км один від одного, використовуючи один з них як генератор, а другий як двигун.
Циліндричний ротор був введений німцем Фрідріх фон Хефнер-Альтенек на заміну кільцевої броні Пачінотті в 1872 році, тим самим покращивши ефективність машини. Ламінований ротор був представлений наступного року, зумівши зменшити втрати заліза та збільшити наведені напруження. У 1880 р. Швед Йонас Венстрем забезпечив ротор канавками для розміщення обмотки, ще більше збільшивши ефективність.
У 1886 р. Американець Френк Джуліан Спраг винайшов перший практичний двигун постійного струму, безіскровий пристрій, який підтримував відносно постійну швидкість при різних навантаженнях. Інші електричні винаходи Sprague приблизно в цей час значно покращили електричний розподіл мережі.
Таким чином, він отримав потужність від електродвигунів, щоб повернутися до електромережі, розподіляючи її до автомобілів через накладні кабелі та автомобільні стовпи, встановлюючи системи управління електричними операціями.
Це дозволило використовувати електричні двигуни для винаходу першої електричної тролейбусної системи в 1887-88 рр. В американському місті Річмонд, електричного ліфта та системи управління в 1892 р. Та електричного метро з централізованими та незалежно керованими вагонами.
Останні були вперше встановлені в 1892 році в Чикаго. Двигун Sprague та пов'язані з ним винаходи призвели до вибуху інтересу та використання в електродвигунах для промисловості. Розробка електродвигунів прийнятної ефективності затримувалася на кілька десятиліть, оскільки надзвичайне значення повітряного зазору між ротором і статором не було визнано.
Історія електродвигуна змінного струму
У 1824 французький фізик Франсуа Араго сформулював існування обертових магнітних полів. У 1879 р. Американець Вальтер Бейлі, вручну вмикаючи та вимикаючи вимикачі, він домігся першого примітивного асинхронного двигуна.
У 1880-х рр. Багато винахідників намагалися розробити двигуни змінного струму, оскільки переваги змінного струму при передачі високої напруги на великі відстані переважали через неможливість роботи двигунів змінного струму.
Перший асинхронний двигун без перемикача змінного струму винайшов італієць Галілео Феррарі у 1885 р. У 1888 р Королівська академія наук в Турині опублікував своє дослідження, в якому детально виклав основи роботи двигуна, дійшовши висновку, що "апарат, заснований на цьому принципі, не може мати комерційного значення як двигун".
Можливий розвиток промисловості задумав серб Микола Тесла, який самостійно винайшов свій асинхронний двигун у 1887 р. та отримав патент у травні 1888 р. У тому ж році Тесла представив свою роботу Нова система двигунів змінного струму та трансформаторів до Американський інститут інженерів-електриків.
У ній він описав три типи запатентованих чотирифазних чотириполюсних двигунів: один із чотириполюсним ротором, який утворив несамозапускний релюкційний двигун, інший із намотаним ротором, який утворив самозапускний асинхронний двигун, і третій із справжнім двигуном, синхронний з окремо збудженим постійним струмом для обмотки роторів. Ключова фігура в історії електродвигуна.
Однак в одному з патентів, який Тесла подав у 1887 році, також описується короткий обмотка роторного асинхронного двигуна. Американський Джордж Вестінгхаус, Вже придбавши права на Ferraris за 1000 доларів, він швидко купив патенти Tesla за 60 000 доларів і найняв його розробляти свої двигуни. Однак Тесла пішов у 1889 році.
Асинхронний двигун постійної швидкості зі змінним струмом не вважався придатним для дорожніх автомобілів, але інженери Вестінгхауза успішно адаптували його для живлення гірничих робіт у Колорадо в 1891.
Таким чином, перший практичний асинхронний двигун був досягнутий в 1892 році, а лінія 60-герцових багатофазних асинхронних двигунів була розроблена в 1893 році, але ці ранні двигуни Вестінгауза були двофазними двигунами з намотаними роторами. Американський Бенджамін Ламме пізніше розроблений обертовий штанговий обмоточний ротор.
У 1889 р. Рос Михайло Доліво-Добровольський у 1890 р. винайшов трифазний асинхронний двигун обох типів - ротор з кліткою та намотаний ротор із пусковим реостатом, і трансформатор із трьома плечами AEG Y Maschinenfabrik Oerlikon, поруч з Чарльз Юджин Ланселот Браун розробив великі моделі: клітку для білок на 20 к.с. та намотаний ротор на 100 к. с. із реостатом стартера.
Таким чином, в історії електродвигуна були перші трифазні асинхронні двигуни, придатні для практичної експлуатації. Подібні розробки трифазних машин розпочалися в 1889 році завдяки Венстрему. В Франкфуртська міжнародна електротехнічна виставка 1891 була успішно запроваджена перша трифазна система міжміського зв'язку.
Він мав потужність 15 кВ і простягався на 175 км від водоспаду Лауффен на річці Неккар. Завод Лауффена включав генератор змінного струму потужністю 86 кВт 40 Гц потужністю 40 кВт та підвищуючий трансформатор, тоді як на виставці понижуючий трансформатор живив трифазний асинхронний двигун потужністю 100 к.с., який живив штучний каскад, що представляє передачу джерела.
Трифазна індукція зараз використовується для переважної більшості комерційних застосувань. Однак він стверджував, що двигун Тесли був непрактичним через двофазну пульсацію, що спонукало його наполегливо виконувати свою трифазну роботу.
У 1896р, General Electric і Вестінгхаус підписав угоду про перехресне ліцензування конструкції роторного намотування, який пізніше назвали ротором з білочками. Удосконалення асинхронного двигуна, що виникли внаслідок цих винаходів та нововведень, були такими, що асинхронний двигун потужністю 100 к.с. сьогодні має такі ж розмірні розміри, як двигун 1897 р. 7,5 к.с.
Завдяки електричному двигуну кожна машина могла бути обладнана власним джерелом живлення, що забезпечувало легке управління в місці використання та покращувало ефективність передачі потужності. Наприклад, електричні двигуни, що застосовуються у сільському господарстві, вилучали силу м’язів людини та тварин із таких завдань, як обробка зерна або перекачування води. Домашнє використання електродвигунів зменшило важку роботу вдома і забезпечило вищі стандарти зручності, комфорту та безпеки.
Словом, історія електродвигуна захоплює. І це те, що електродвигуни здійснили революцію в галузі, оскільки, як ми вже бачили, промислові процеси більше не обмежувались передачею потужності через лінійні шахти, ремені, стиснене повітря або гідравлічний тиск.