Létrehozása motor gyakorlati alkalmazása - a történelem találmány és fejlesztés

Elektromágneses indukció villamos gép

Az elején a fejlődési szakaszában a villamos motorok (1834-1860 gg.) Túlsúlya jellemezte szerkezetek forgómozgást egyértelműen pólus horgonyt. A nyomaték a tengelyre ilyen motorokat általában élesen lüktető. A legjellemzőbb és nélkülözhetetlen építőmunkáknál villanymotorok ilyenfajta tartozik a magyar fizikus akadémikus BS Jacobi. aki 1934-ben fejlesztette ki az egyik legfejlettebb és az első elektromos motor, hogy működik egy DC akkumulátor, amelyben az elv, miszerint közvetlen rotáció a mozgó rész a motor hajtották végre. Tanulás a design villanymotorok elődeinek, amelyben dugattyús vagy lengő mozgást a horgony végeztek, Jacoby mondta egyikük, hogy „egy ilyen eszköz nem más, mint egy szórakoztató játék a dúsítás a fizikai hivatalok”, és hogy „nem lehet használni nagyszabású bármilyen gazdasági előny „- így fordult a figyelmét épület egy erős villanymotor forgási mozgását a horgonyt.

Jacobi motor állt két csoportban elektromágnesek. Felváltva változtatni polaritása elektromágnesek történt mozgatásával külön kapcsoló. A motor volt felszerelve két csoport elektromágnesek U-alakú, az egyik közülük található az álló keret. Tippek a pólusok voltak elrendezve aszimmetrikusan, azaz hosszúkás az egyik irányba. A motor tengelye két párhuzamos lemezek réz, amelyek kapcsolódnak a négy elektromágnesek elrendezve egyenlő távolságra egymástól. Forgás közben a tengely ellen pólusai az álló mágnesek mozogtak az elektromágnesek. Az elv a berendezést használunk néhány modern motorok. A motor teljesítménye csak 15 W, a forgórész sebessége 80-120 fordulat / perc. Míg Jacobi motor egy fontos technikai megvalósítása (4.).

4. ábra - Általános nézet a Jacobi motoros

Ez a szakasz a történelem, a megjelenése villamos motorok kapcsolódik egy másik jól ismert tudós az idő - T. Davenport. 1837-ben, hogy dolgozzon a saját, alternatív motor kialakítása. Munkáját alapuló közvetlen forgatás a szerelvény, amelyben az interakció mozgatható elektromágnesek rögzített állandó mágnesek. Davenport motor négy mágnes keresztben elrendezett és rögzített a lemezen a fa, amely kapcsolatban állt a függőleges rúd. Négy mágnesek gyűrűszerűén elrendezett két állandó mágnes készült formájában a félkörök - így gyűrű két pólus: N és S.

Eltekintve a szerkezet mágnesek egy hordozón elhelyezett réz lemezek, elválasztva középső szigetelt. elektromágnes tekercselés sorba kapcsolt, és a végeit van rugós érintkezők. A motort hozza mozgásba a kölcsönhatás a permanens mágnes és elektromágnesek, a elektromágnesek annak polaritása változott megfelelő időpontokban hatása alatt energiát a kapcsolót. Ebben a konstrukcióban voltak a haladó eszmék, amelyek, úgy tűnik, hogy észrevette a tervezők villanymotorok, BS Jacobi.

1838-ban, talált javított motor (0,5 kW), hogy egy csónak, amely tesztelte a Neve meghajtásához a hajó az utasok, amelynek sebessége 4,5 km / h. azaz Ez volt az első gyakorlati alkalmazása. Szenzációs hír első gyakorlati alkalmazása az elektromos szétszórva a világban.

Tesztek Jacobi motorok szerelt a hajón találta, hogy etetésével elektromos áram elektrokémiai elemek mechanikai energiát kapunk drágák; extrém gazdaságtalan motorok már elismert következtében - ebben a fejlődési szakaszban az elektrotechnika. Meg kell jegyezni azonban, hogy a nagy hátránya az elektrokémiai akkumulátorok alacsony energiatartalom (vagyis az alacsony energia egységnyi tömegre), arra a használata nagyon nagy számú elem, ami elfogadhatatlan többféle szállítási egységek. Például, a hajó 320 első Jacobi elektrokémiai cellák hoztak létre.

Így a vizsgálat különböző kialakítású villanymotorok vezetett BS Jacoby és más kutatók az alábbi következtetéseket:

- A villamos motorok egyenesen arányos az árcsökkenést a villamos energia, azaz létrehozásával generátor gazdaságosabb, mint a galvánelemek;

- motorok a méretei a lehető legkisebb, és ha lehetséges, nagyobb teljesítményt és a hatékonyságot.

Ugyanakkor egyértelmű, hogy ezek a kísérletek pusztán szimbolikus, és eddig még nem találták fel, és tegye a termelés tökéletes elektromos generátorok, villanymotorok Nem találtunk gyakori használata etetni őket az akkumulátor túl drága, és nem kifizetődő.

Mivel az elektromos motorok (5.), Akik a gyakorlati alkalmazás motort kell jegyezni, francia mérnök Frohman, alkalmazza azt a nyomtatást. Míg a legtöbb gyártási műveletek nyomtatás végeztük kézzel vagy egy kézzel működtetett gépek. A nagy, nyomdák szükség a hajtás a motor. Egy nagy nyomdagép, nyomdai rutin a ledolgozott idő azonos időközönként, hanem az egész munkanap, könnyebb volt használni egy villanymotor. Szolenoidok e a motor van elhelyezve egy kör (hat pár, az ábrán a felső két pár eltávolítottuk, hogy jobban mutatja a motor armatúrára vas lemezek vonzzák és taszítják elektromágnesek).

5. ábra - Az általános nézet a motor Frohman

Minden motor fentebb elve alapján működnek a kölcsönös vonzás és taszítás a mágnesek vagy elektromágnesek. Ezek voltak felszerelve horgonyok legegyszerűbb formájában a rúd egy tekercs; ilyen kőhorgonyok egyértelműen pole. Ezek a motorok jellemzik jelentős hátrányokat. A legsúlyosabb ezek közül a nagy méretű, a gép viszonylag alacsony teljesítmény, nagy mágneses disszipáció és kis k. N. D. túlmenően, a nyomaték a tengelyen a motorok, különböző illékonyságú, és mivel a felváltva vonzó és taszító kőhorgonyok fellépés az ilyen motorok volt többé-kevésbé szaggatott. Ilyen drasztikus és gyakori változások a nyomaték a tengelyre a motor az utóbbi alkalmazását az elektromos rendszer nem túl ígéretes.

60-es években a XIX. úgy, hogy a harmadik szakaszban a történelem motor fejlesztés. Ezt az időszakot jellemzi fejlesztése motorok egy gyűrű alakú szerelvény és neyavnopolyusnym nyomaték nagy egységesség.

6. ábra - Modell motor Pachinotti

gyűrű alakú szerelvény ötlet újjáéledt repülés körülbelül 10. ZT G. aki épített egy autó egy gyűrűt. Dob horgony, amely egy működő vezető alkotó tekercs, feltalálták csak 1872-ben W. Siemens. 10 év után a vas horgony voltak hornyok tekercselés (1882). Dob horgony egyenáramú gép lett, amit látunk abban a pillanatban.

Szóval, ez a szakasz jellemzi a fejlesztés az elektromos motorok és a nyitás az ipari felhasználás elvének önálló gerjesztés, összefüggésben azzal, amit végül megvalósult, és megfogalmazta azt az elvet reverzibilitási a villamos gép. Teljesítményű motorok készült egy olcsóbb elektromos energia forrása - az elektromágneses generátor VDC.

1886-ban, a DC motort kapott a fő jellemzői a modern design. Később egyre jobb.

Hamarosan Tesla indukciós motor jelentősen átdolgozták és finom magyar villanyszerelő Dolivo-Dobrovolszkij.

Az első fontos újítást vezetnek be Dolivo-Dobrowolski indukciós motor, a rotor feltekeredett „formájában kalitka”. Minden korábbi modellek Aszinkronmotor rotorok már nagyon sikertelen, ezért ezek hatékonysága motorok már alacsonyabb, mint a más típusú elektromos motorok. Így Ferraris, azt már korábban említettem, létrehozott indukciós váltakozó áramú motor hatásfoka körülbelül 50%, és ezt tartják a határ. Nagyon nagy jelentősége van az anyag alkotja a forgórész számára, mivel az egyik kellett megfelelniük, ha a két feltétel alacsony villamos ellenállást (indukált áramok szabadon átáramolhat a felületén), és jó a mágneses permeabilitás (a mágneses mező energia nem a hulladék feleslegesen) . Szemszögéből csökkentése az elektromos ellenállás a legjobb konstruktív megoldás lehetne a forgórész réz henger. De réz szegény karmester a mágneses fluxus és az állórész, a hatékonyság, a motor nagyon alacsony. Ha a réz henger helyett egy acél, a mágneses fluxus hirtelen emelkedett, de mivel az elektromos vezetőképesség kisebb lett, mint a réz, a hatékonyság alacsony volt újra. Dolivo-Dobrovol'skii talált kiutat e ellentmondás teljesítette a rotor formájában egy acélhenger (ami csökkenti a mágneses ellenállás). Végén ezek részei forgórészrudak elektromosan össze vannak kötve egymással (NO önmagukban). Dolivo döntéshozatal Dobrowolski jól sikerült. Miután megkapta 1889-ben szabadalmaztatta a rotor, annak szerkezete alapvetően nem változott egészen a mai napig.

Ezután Dolivo-Dobrovolszkij kezdett gondolkodni a design állórész - álló részének a motor. Tesla tervezés tűnt neki irracionális. Mivel a hatékonyság a villamos motor attól függ, hogy teljes mértékben a mágneses mező az állórész használjuk rotor, majd, következésképpen annál nagyobb a mágneses állórész vonalak rövidre levegő (azaz, nem haladnak át a rotor felületén), annál nagyobb a mágneses állórész vonalak rövidre levegő (azaz nem haladnak át a rotor felülete), annál nagyobb a veszteség a villamos energia és a kevésbé hatékony. Ennek elkerülése érdekében a hézag a forgórész és az állórész legkisebbnek kell lennie, amennyire csak lehetséges. Tesla Motors, ebből a szempontból messze nem volt tökéletes - kiálló tekercsek állórész pólusai létre túl nagy különbség az állórész és a forgórész. Továbbá, váltakozó áramú motor lehetetlen volt egyenletes mozgás a rotor. Ezen az alapon Dolivo-Dobrovolszkij látta maga előtt két feladat: növelni a motor hatékonyságát és nagyobb mértékű egységesítése munkája.

Az első feladat egyszerű volt - ez is elég volt, hogy távolítsa el a kiálló pólusok egy elektromágnes, és szétosztani az egész tekercs kerülete hogy az állórészt a motor hatásfokát nőtt egyszerre. De hogyan lehet megoldani a második probléma? A egyenetlenség a forgási jelentősen csökkenteni lehet csak számának növelésével a második és harmadik fázis. De vajon ez volt módja racionális? Kap egy háromfázisú áram, mint már említettük, nem nagy nehézség. Építs egy háromfázisú motor is, nem volt nehéz - ez elég ahhoz, hogy az állórész tekercseit kettő helyett három, és mindegyikük, hogy csatlakoztassa a két vezetéket a megfelelő generátor tekercs. Ez a motor volt, minden tekintetben jobb, mint a kétfázisú motor Tesla, kivéve egy dolog - ez szükséges a hat hatalom vezetékek négy helyett. Így válik a rendszer túlságosan terjedelmes és költséges. De talán, lehetséges volt, hogy csatlakoztassa a motort a generátor valahogy más?

Dolivo-Dobrovolszkij töltött álmatlan éjszaka az áramkörök többfázisú áramkörök vonalvezetés és az új lehetőségeket. És végül, a döntést, egy váratlan és ötletes a maga egyszerűségében, azt találtuk. Valóban, ha teszünk egy ágat a három pontot a gyűrű oszcillátor a horgony, ahogy az ábrán látható, és csatlakoztassa őket három gyűrű, amelyen csúszik az ecset, de a szerelvény a pólusok között forgatás minden ecset kiváltható egy és ugyanazon nagyságú áram, de időeltolással, amely szükséges ahhoz, hogy bekapcsolja mozgatni egy ív mentén, amely megfelel egy a 120 fokos. Más szóval, az áramok az áramkör tolódik egymáshoz képest fázisban 120 fokkal is. De ez a rendszer a háromfázisú áram benne rejlik egy másik nagyon érdekes jellemzője, néhány nem volt más rendszert többfázisú áramok - bármelyik pillanatban az idő, az összeget a folyó áramok azonos irányba, itt az érték a harmadik folyó, ami folyik az ellenkező irányba, és összege mindhárom áramok bármikor nullával egyenlő. Ezért a lehetőséget, hogy mind a három drótokat ürítő vezeték a másik két párhuzamosan kapcsolt, és hat helyett vezetékek mind a hármat!

Az első háromfázisú aszinkron motor Dolivo-Dobrovolszkij épült télen 1889. Ahogy ott gyűrű alakú állórész armatúra egyenáramú gép alkalmaztunk 24 fél-helyekkel. Mivel Tesla hibák Dolivo-Dobrovol'skii szétszórt a tekercseket a rések az egész kerületén az állórész, hogy egy kedvezőbb elosztását a mágneses mezőt. A rotor hengeres volt a tekercsek formájában egy kalickás. " A közötti légrés a forgórész és az állórész csak 1 mm-es, amely abban az időben volt egy merész megoldást, hiszen tipikusan hosszabb rés. Rúd „kalickás” nem volt szigetelés.

A szabványos DC generátor, átalakíthatjuk háromfázisú váltakozó áramú generátorban használunk egy háromfázisú áramforrás. Az a benyomás, amelyet az első kezdő motor irányítani AEG, óriási volt.

Sokak számára nyilvánvalóvá vált, hogy a hosszú rögös útját létre ipari motor végül áthalad. Szerint a műszaki teljesítményű motorok Dolivo-Dobrovolszkij felülmúlja az összes akkori motorok - amelynek nagyon magas hatásfok, azok kiválóak minden módban, hogy megbízható és könnyen kezelhető. Ezért azonnal elterjedt az egész világon.

Azóta kezdte a gyors elfogadása villanymotorok minden területén a termelés és a széles körű villamosítása az ipar.