История создания двигателей уходит в глубокую древность. Сложными путями шел человек к открытию и познанию законов физики, созданию различных механизмов, машин. Впервые двигатель назвал машиной римский зодчий Марк Полион (1 в. до н. э.). Важнейшим этапом в развитии электроэнергетики явилось изобретение и применение электродвигателей. Принцип действия электродвигателей основан на физическом явлении: виток проводника, по которому протекает электриче-ский ток, будучи помещенным между магнитами, движется поперек силовых линий магнитного поля. Электродвигатель, как правило, компактнее других двигателей, всегда готов к работе, может управляться на расстоянии. История электродвигателя – сложная и длинная цепь открытий, находок, изобретений. Проследим этапы развития электродвигателей. I этап. Начальный период развития электродвигателя (1821-1834 гг.). Он тесно связан с созданием физических приборов для демонстрации непрерывно-го преобразования электрической энергии в механическую. В 1821 г. М. Фарадей, исследуя взаимодействие проводников с током и магнитом, показал, что электрический ток вызывает вращение проводника во-круг магнита, или вращение магнита вокруг проводника. Опыт Фарадея показал принципиальную возможность построения электрического двигателя. Многие исследователи предлагали различные конструкции электродвига-телей. Первые электродвигатели напоминали по устройству паровые машины: двигатель Дж. Генри (1832 г.) и двигатель У. Пейджема (1864 г.) имели коро-мысла, кривошип, шатун, а также золотники (переключатели тока в солено-идах, заменявших собой цилиндр). П. Барлоу предложил «колесо Барлоу». Оно состояло из постоянного магнита и зубчатых колес, скользящий контакт осуществлялся с помощью рту-ти, а питалось колесо от гальванического элемента. Дж. Генри предложил в 1832 г. модель двигателя с возвратно поступа-тельным движением: подвижный электромагнит поочередно притягивался к постоянным магнитам и отталкивался от них, замыкая и размыкая батареи галь-ванических элементов. Он совершал 75 качаний в минуту. Было еще много попыток создания двигателей с качательным движением якоря. Однако более прогрессивными оказались попытки построить двигатель с вращательным движением якоря. II этап. Второй этап развития электродвигателей (1834-1860 гг.) характе-ризуется конструкциями с вращательным движением явнополюсного якоря. Однако вращательный момент на валу у таких двигателей обычно был резко пульсирующим. В 1834 г. Б.С. Якоби создал первый в мире электрический двигатель по-стоянного тока, в котором реализовал принцип непосредственного вращения Рис. 19. Бот Якоби подвижной части двигателя. В 1838 г. этот двига-тель (0,5 кВт) был испытан на Неве для приведения в движение лодк с пассажирами (рис. 19), т. е. по-лучил первое практическое применение.Испытания различных конструкций электро-двигателей привели Б.С. Якоби и других исследо-вателей к следующим выводам:– применение электродвигателей находится в прямой зависимости от удешевления электриче-ской энергии, т.е. от создания генератора, более экономичного, чем гальванические элементы;– электродвигатели должны иметь по возможности малые габариты и по возможности большую мощ-ность и больший коэффициент полезного действия. III этап. Третий этап в развитии электродвигателей (1860-1887 гг.) связан с разработкой конструкций с кольцевым неявнополюсным якорем и практиче-ски постоянным вращающим моментом. На этом этапе нужно отметить электродвигатель итальянца А. Пачинотти (1860 г.) (рис. 20). Его двигатель состоял из якоря кольце-образной формы, вращающегося в магнитном поле электромагнитов.Подвод тока осуществлялся роликами. Обмотка электромагнитов включалась после-довательно с обмоткой якоря (т.е. электрома-шина имела последовательное возбуждение). Габариты двигателя были невелики, он имел практически постоянный вращающий момент. В двигателе Пачинотти явнополюсный якорь был заменен неявнополюсным.Барабанный якорь, в котором рабочим является проводник, составляющий виток, был Рис. 20. Электродвигатель А.Пачинотти изобретен лишь в 1872 г. В. Сименсом. Еще через 10 лет в железе якоря появи-лись пазы для обмотки (1882 г.). Барабанный якорь машины постоянного тока стал таким, каким мы его можем видеть в настоящее время. Третий этап развития электродвигателей характеризуется открытием и промышленным использованием принципа самовозбуждения, в связи с чем был окончательно осознан и сформулирован принцип обратимости электрической машины. Питание электродвигателей стало производиться от более дешевого источника электрической энергии – электромагнитного генератора постоянного тока. В 1886 г. электродвигатель постоянного тока приобрел основные черты современной конструкции. В дальнейшем он все более и более совершенство-вался. По роду тока электродвигатели стали делиться на машины переменного и постоянного тока; по принципу действия машины переменного тока делятся на синхронные и асинхронные. Асинхронные двигатели отличаются простотой конструкции, малой стоимостью, надежностью в работе. Они являются самым распространенным видом двигателей.
Ви переглядаєте статтю (реферат): «Электродвигатели» з дисципліни «Історія розвитку галузі електроенергетики»
