上篇介紹的是直流電機的產生和形成,下面為大家介紹一下交流電機的形成和發展,比如大家熟悉的齒輪減速機大部分都屬于交流電機。
1832年,人們就知道了單相交流發電機,而直流電機中的換向器也就是為了實現繞組中交變電流與端口直流電流之間的相互轉換而設計的特定裝置。不過,1870年以前,由于生產上沒有需要,加上當時科學水平的限制,人們對交流電的特點還不大了解。1876年,亞勃羅契柯夫(Yaporochikov)首次采用交流電機和開磁路式串聯變壓器給“電燭”供電。1884年,崔普金森兄弟發明了具有閉合磁路的變壓器,同年,齊波諾斯基(Zipernowski)、德拉(Deri)和勃拉弟((Blathy)三人又提出了芯式和殼式結構。之后,單相變壓器就逐漸在照明系統中得以應用,使遠距離輸電問題得到緩解,但又產生了新的矛盾。這就是,當時的單相交流電還不能用作電動機電源,換句話說,運用交流電驅動各類生產機械的問題仍未獲得解決。交流感應電動機的發明,與產生旋轉磁場這一研究工作緊密相連。1825年,阿拉戈(Arago)利用金屬圓環的旋轉,使懸掛其中的磁針得到了偏轉。實際上,這一現象展示的就是多相感應電動機的工作原理。1879年,貝利采用依次變動四個磁極上的勵磁電流的辦法,首次用電的方式獲得了旋轉磁場。1883年,臺勃萊茲進一步在理論上闡明,兩個在時間和空間 上各自相差1/4周期的交變磁場,合成后可以得到一個旋轉磁場。然而,真正用交流電產生旋轉磁場,并制造出實際可用的交流電機的,還是從費拉里斯(Ferraris)和特斯拉(Tesla)兩人的工作開始。1885年,費拉里斯把用交流電產生旋轉磁場和用銅盤產生感應電流這兩種思想結合在一起,制成了第一臺兩相感應電動機。稍后,他又于1888年發表了“利用交流電產生電動旋轉”的經典論文。同一時期,特斯拉亦獨立地從事于旋轉磁場的研究,而且幾乎與費拉里斯同時發明了感應電動機。、
在此基礎上,1889年,多利夫多布一羅夫斯(Do1iv-Dobrovsky)又進一步提出了采用三相制的建議,并設計和制造了三相感應電動機。與單相和兩相系統相比,三相系統效率高用銅省,電機的性能價格比、容量體積比和材料利用率有明顯改進,其優越性在1891年建成的從勞芬到法蘭克福的三相電力系統中得到了充分顯示。該系統的順利運行表明,三相交流電不但便于輸送和分配,而且更有利于電力驅動。三相電動機結構簡單,工作可靠,很快得到了大量應用。因此,到20世紀初,交流三相制在電力工業中就占據了絕對統治地位。
總的說來,到19世紀末,各種交、直流電機的基木類型及其基本理論和設計方法,大體上都己建立起來了。
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