感应式电动机的发展史~和都什么控制方法~求教~
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一句话:电力技术革命起源于欧洲,完成于美国。
1866年,在发明了电机之后,维·西门子在伦敦给他的兄弟写了一封信:“电力技术有着光明的未来,它将开创一个新时代。”后来的事实证明了他的远见。
继西门子的电动机之后,贝尔于1876年发明了电话,爱迪生于1879年发明了电灯。这三项发明为人类点亮了电气化之路。80年代初,电机结构相对完整,进一步改进的需要推动了理论研究。
因为供电只有DC由电池提供,当时大部分电机还是DC的,电解、电镀等用途的发电机也必须是DC的。
根据电磁感应产生的交流电,只有从电机上的换向器换成直流电才能施加。
交流电的第一次大规模使用是在1876年。
俄罗斯人雅布·罗奇科夫建造的用于照明的发电厂输送交流电。
1883年,英国的戈登和吉布斯制造了带抽头和几个绕组的变压器。通过改变接线改变了所需电压,仍然使用开路磁路。
这种变压器曾在英国伦敦世博会上展出,每台变压器的容量为5kV。
1885年,匈牙利工程师麦克斯韦(Maxwell)研制出一种闭合磁路的干式变压器,大大提高了其效率,并获得德国专利。
交流电的另一个特点是静止线圈可以产生旋转磁场。
对后来的电机影响很大。
意大利科学家Ferail年春天在都灵科学院报道说,1885年,他发现不同相位的交流电导致几个静止线圈时,可以产生旋转磁场。
几乎与此同时,出生于南斯拉夫的美国工程师特斯拉也报道了美国旋转磁场的发现,并于1882年制造出无滑环交流电机。
1888年秋,俄罗斯年轻工程师多里沃·多布罗夫斯基(Dorivo Dobrovski)注意到,如果在动态制动实验中,电机电枢线圈短路,会产生很强的制动效果。
由此,他很快意识到,如果电枢上线圈的电阻减小,感应电流增大,就可以在它随旋转磁场旋转时提供一定的力矩,而不是制动。
根据这个假设,他在铁柱里穿过铜条,在末端短接成转子,放入旋转磁场中,制成鼠笼式感应电动机。
这种电机不需要在转子中引入励磁电流,从而避免了滑动接触环。它结构简单牢固,成本低,运行稳定,至今仍广泛用作电源。
他把两相改成了三相,这样电机圆周上的空就可以充分利用了。
三相交流电,两者相差120度,所以大小相等的三个正弦电流之和正好等于零。
换句话说,给三个线圈提供三相电流,不需要用六根导线,只需要把线圈的另一端连在一起成为中点,所以只需要三根导线。
1889年他做了一个功率100W的电机,1891年做了一个功率3.7kW的电机。
Dorivo Dobrovski也做过三相变压器。
他提出了几种可行的构造,包括壳形、芯形或日式铁芯。
发现交流电机能量损失的测量结果与计算结果有很大差异。
英国欧文指出,这可能是由于没有考虑磁滞损耗。
德裔美国人Steinmeiz给出了计算磁滞损耗的经验公式,即损耗与磁通密度B的1.6 ~ 2次方成正比,根据材料采用不同的方法。
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。
交流电路和DC电路有很大的区别。不仅电动势和电流随时间正、负变化,还必须考虑电感和电容的影响。
早在1847年,Y.X .冷慈就发现,交流电通过线圈时,与电动势的变化相位不一致。
1877年,二世。雅布·罗奇科夫观察到电容器上交流电压的相位不同于电流的相位。
20世纪80年代,麦克斯韦提出了电路中交流的全阻抗表示。
1887年,卡普介绍了一个计算变压器产生的感应电动势e平均值的公式:
e = 4.44 fwφ10-8
其中f为频率,w为匝数,φ为磁通量。
根据这个公式,可以确定变压器中磁通量与磁化电流的关系。
M.O. Dorivo-Dobrovski发展了卡普的理论。
1891年,他在法兰克福电工会议上发表了一篇关于交流电理论的报告:“磁通量是由外加电压决定的,而不是由磁阻决定的。
而磁阻的变化只影响磁化电流。
如果磁通量的变化是正弦的,电动势或电压也是正弦的,但两者相差90度。”他把磁化电流分为两个分量,即“主动分量”和“磁化分量”。
他提出交流电的基本波形是正弦的,后来用的是将线圈中的电流分成两个分量。
交流电路计算方法的一个重要发展是斯坦梅茨的复数符号法。
他用数学中的提莫维尔定理用复数来表示正弦的大小和相位。
在给定频率下,三角函数的运算简化为复数的代数运算。
根据瑞士数学家阿根德在1806年提出的想法,他可以用平面上的矢量来表示交流电的大小和相位,所以可以称之为“相量”。
相量的概念因其直观易懂而成为分析交流电的有力工具。
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