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纵观电机200年的发展史【1821-2021】

2021-10-18 09:10:25

电机,也就是我们日常生活中说的马达,最早可追溯到19世纪。

电机的出现很大程度上得益于电磁感应定律以及电磁力定律的发现,电动机、发电机、变压器、和控制电机,均是在电磁感应原理为基础工作的机器。


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作为一种将电能转换或传递的电磁设备,其关键是产生驱动转矩,电机作为机电工程能量转换的关键设备,是电气传动的基础部件,主要用途广泛、产品种类诸多、规格型号复杂,这样的产品特性决定了该产业链市场集中度不高、企业涉及到的细分领域多,无显著的规律性、地区性、周期性特点。


1820年7月21日,丹麦哥本哈根大学教授、物理学家奥斯特发现了“电流的磁效应”,建立了电磁的相互联系,诞生了电磁学。
1821年英国著名物理学家法拉第制成了第一个实验电机的模型。

1822年法拉第证明电可以做功运动,人类进入电气时代。

1831年法拉第发现了电磁感应现象,他创造了诸如抗磁性、顺磁性、电介质、力线、阴离子、阳离子等新词汇,提出了“场”的概念。
1870年比利时人格拉姆发明直流发电机。在设计上,直流发电机和电动机十分相似。后来,格拉姆证明向直流发动机输入电流,其转子会象电机一样旋转。

1888年美国发明家特斯拉根据电磁感应原理发明了交流电动机。这种电动机结构简单,使用交流电,无需整流,无火花,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。


电机主要由转子、定子、电刷、端盖及轴承等部件构成。定子是由定子铁芯、机座、线包绕组、及固定这些部件的其他结构件组成。转子由转子磁极、转子铁芯、滑环、转轴及风扇等部件组成。通过轴承、机座及端盖将发电机的定子,转子连接组装起来,使转子在定子中旋转,通过滑环通入一定励磁电流,使转子成为一个旋转磁场,定子线圈做切割磁力线的运动,从而产生感应电势。通过接线端子引出,接在回路中,这样就产生了电流。由于电刷与转子相连处有断路处,使转子按一定方向转动,产生交变电流,简称交流电。

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电机发展阶段:

在电机的发展中首先发展的是直流电机,直流电机的发展前半部分大致可以划分为以永磁体作为磁场的阶段,以电磁铁作为磁极的阶段以及改变励磁方式阶段。励磁技术为发电机提供技术理论支撑,电机随着发电机的发展而进步,使得电机进入到新的应用阶段。

1854年丹麦的赫尔特.维尔纳兄弟申请了自激式发电机的专利。此后科学家们又发明了串激式自激发电机和自并励发电机。
19世纪六七十年代,直流电机的完善集中于这个阶段,齿状电枢、环状电枢以及鼓型转子被先后发明。但是直流电机很快就达到了技术上的极限,交流电动机开始受到重视。
1889年俄国工程师杜列夫-杜波洛沃尔斯基发明了鼠笼式三相电动机,这是第一台能够实用的三相交流电动机,至此电动机发展到了可以进入工业应用的阶段。


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电机的发展趋势:

目前,我国电机产业经过40多年的发展,特别是在改革开放后,取得了显著的进步。电机作为机械装备上不可或缺的组件之一,在全球降低能耗的背景下,高效节能电机成为全球电机产业发展的共识。

1、在节能减排的框架下,高效节能电机是电机产业发展的必然方向。就行业而言,小电机制造行业将会向规模化、标准化和自动化方向发展,而大中型电机制造行业却向单机容量不断增大、要求特殊化、多样化、定制化的方向发展。
2、形式更加多样,逐渐向专用性方向发展。
3、构造更加的小巧、精细。