电机的发展大体上可以分为四个阶段:直流电机、交流电机、控制电机、特种电机。
电机发展历史年鉴
1820年,丹麦物理学家奥斯特(Oersted)发现了电流在磁场中受机械力的作用,即电流的磁效应
1821年,英国科学家法拉第(Faraday)总结了载流导体在磁场内受力并发生机械运动的现象,法拉第的试验模型可以认为是现代直流电动机的雏形
1824年,阿拉果(Arago)发现了旋转磁场,为交流感应电动机的发明奠定了基础。当时阿拉果(Arago)转动一个悬挂着的磁针,在磁针外围环绕一个金属圆环,以研究磁针旋转时圆环所起的阻尼作用,这就是shou次利用机械力所产生的旋转磁场
1825年,发现了阿拉果旋转现象,根据作用力和反作用力的原理,利用外绕金属圆环的旋转,阿拉果使悬挂的磁针得到一定的偏转,这个现象实质上就是以后多相感应电动机的工作基础
1831年,法拉第发现了电磁感应定律,并发明了单极直流电机
1832年,人们知道了单相交流发电机。由于生产上没什么需要,加上当时科学水平的限制,人们对交流电还不很了解,所以交流电机实质上没什么发展
1833年,法国发明家皮克西(Pixii)制成了第一台旋转磁极式直流发电机,主要利用了磁铁和线圈之间的相对运动和一个换向装置,这就是现代直流发电机的雏形。楞次已经证明了电机的可逆原理
1833~1836年,美国人奥蒂斯设计和制造了第一台ARBOR步进电机生产率为35米3/时
1834年,俄国物理学家雅可比(Якоби)设计并制成了第一台实用的直流电动机,该电动机有15瓦,由一组静止的磁极和一组可以转动的磁极组成;依靠两组磁极之间的电磁力和换向器的换向作用,得到了连续的旋转运动
1838年,雅可比把改进的直流电动机装在一条小船上
1850年,美国发明家佩奇(Page)制造了一台10马力的直流电动机,用来驱动有轨电车
1851年,辛斯坦得首先提出(1863年再次由华尔德提出)电流代替永磁来励磁,使磁场得以初步加强。由希奥尔特首先提出(1866~1867年再次由华尔德和西门子提出)用蓄电池他励发展到自励,最终地解决了加强励磁的问题
1857年,英国电学家惠斯通(Wheatstone)发明了用伏打电池励磁的发电机
1860年,潘启诺梯(Pacinotti)在电动机的模型中提出环形电枢绕组的结构,由于铜线的利用变差没有受到人们的重视
1864年,英国特理学家麦克斯韦(Maxwell)提出了麦克斯韦方程组,创立了完整的经典电磁学理论体系,为电机电磁场分析奠定基础
1867年,马克斯威尔对自励现象作出了数学分析,是电机理论中的第一篇经典论文。德国工程师西门子(Siemens)制造了第一台自馈式发电机,甩掉了伏打电池
1870年,格拉姆(Gramme)提出了发电机环形闭合电枢绕组的结构,由于环形绕组为分布绕组,电压脉动较小,换向和散热情况均较良好,所以很快取代了T 型绕组。由于对这二种结构进行对比的结果,终于使电动机的可逆原理为公众所接受,从此发电机和电动机的发展合二为一
1871年,凡.麦尔准发明了交流发电机
1873年,由海夫纳-阿尔泰涅克提出鼓型电枢绕组,既具有T型和环形电枢绕组的优点,又免除了它们的缺点;因为鼓型电枢绕组实质上就是T型电枢绕组的分布化。麦克斯韦出版《电磁通论》
1876年,亚勃罗契诃夫shou次采用交流发电机和开磁路式串联变压器,来供电给他所发明的“电烛”,是交流电用于照明系统的开始
1878年,为了加强绕组的机械固定和减少铜线内部的涡流耗损,绕组的有效部分放到铁心的槽中
1879年,拜依莱(Bailey)手次用电的办法获得了旋转磁场,采用依次变动四个磁极上的励磁电流的方法,如果在四个磁场的中间放一个铜盘,由于感应涡流的作用,铜盘将随着磁场的变动而旋转,这就是最初的感应电动机
1880年,爱迪生(Edison)提出采用迭片铁心;这样就大大减少了铁心损耗,同时降低了电枢绕组的温升。同年,马克西提出将铁心分成几迭,每迭之间留出一定宽度的通风槽以加强散热。使得直流电机的电磁负荷、单机容量和效率都提高到qian所未有的水平;这样,换向器上的火花问题就成为当时的突出问题
1882年,台勃莱兹(Deprez)把米斯巴哈水电站发出的2千瓦直流电能,通过一条57公里长的输电线送到慕尼黑,从而证明了远距离输电的可能性。台勃莱兹的试验,为电能和电机的应用打开了广阔的前景。是直流电机发展史上的一个重要转折点
1883年,台勃莱兹在巴黎科学院提出,把二个在时间和空间上各自相差1/4周期的交变磁场合成,就可以得到一个旋转磁场
1884年,曼奇斯(Menges)发明了补偿绕组和换向极,促进了电、磁负荷和单机容量的进一步提高,而容量继续提高的主要困难和限制,仍然是换向器上的火花问题。霍普金生兄弟发明了具有闭合磁路的变压器
1885年,齐波诺斯基(Zipernowski)、得利(Deri)和勃拉第(Blathy)三人提出了心式和壳式结构,使得单相变压器在照明系统中得到了一定的应用。弗拉利斯(Ferraris)发现二相电流可以构成旋转磁场。在不知前人研究成果的情况下,弗拉利斯得出了与拜依莱和台勃莱兹同样的结论;并且进一步把利用交流电来产生旋转磁场,和利用铜盘来产生感应涡流这两个思想结合起来,制成了第一台二相感应电动机。福勃斯(Forbs)提出用炭粉来做电刷。使得火花问题暂告缓和
1886年,霍普金生兄弟(John and Edward hopkinson)确立了磁路的欧姆定律,使得人们能够自觉地来设计电机的磁路
1888年,弗拉利斯在意大利科学院提出了“利用交流电来产生电动旋转”的经典论文。同一时期(1886~1888年),特斯拉亦独立地从事于旋转磁场的研究和试验,而且和弗拉利斯互不相涉和几乎同时地发明了感应电动机
1889年,多利沃-多勃罗夫斯基提出采用三相制的建议,证明三相交流电也可以产生旋转磁场,同时设计和制出了第一台三相变压器和三相感应电动机
1891年,阿诺尔德(Arnold)建立了直流电枢绕组的理论,使直流电机的设计和计算建立在更加科学的基础上。三相制就迅速的被推广使用
1893年左右,开耐莱(Kenelly)和司坦麦茨(Steinmetz)开始利用复数和向量来分析交流电路
1894年,海兰(Heyland)提出“多相感应电机和变压器性能的图解确定法”的论文,是感应电机理论中的第一篇经典性论文。同年,弗拉利斯已经采用把脉振磁场分解为二个大小相等、转向相反的旋转磁场的办法来分析单相感应电动机;虽然弗拉利斯所得的结果仍不免于错误,但是他所用的方法,却对旋转电机的理论分析有着不可磨灭的贡献,这种方法以后被称为双旋转磁场理论
1895年,波梯(Potier)和乔治(Goege)建立了交轴磁场理论
1899年,在研究凸极同步电动机的电枢反应时,勃朗台尔(Blondel)提出双反应理论;这个理论后来被道黑提(Doherty)、尼古尔(Nickle)和派克(Park)等人所发展,成为现代同步电机理论的基础
1913年,福提斯古(Fortescue)开始分析感应电动机的不对称情况
1918年,福提斯古提出了求解三相不对称问题的对称分量法
1920年,英国人所开发步进电机
1920~1940年许多学者(Drefus, Punga, Fritz, Moller, Heller)对双笼和深槽电机的理论和计算方法,谐波磁场 所产生的寄生转矩,异步电机的噪音等问题进行了一系列研究
1926~1930年,道黑提和尼古尔二人先后提出了五篇经典性论文,发展了勃朗台尔的双反应理论,求出了稳 态和暂态时同步电机的功角特性,和三相、单相突然短路电流
1929年,派克利用坐标变换和算子法,导出了暂态时同步电机的电势方程和算子阻抗。同一时期,许多学 者又深入地研究了同步电机内部的磁场分布,得出了各种电抗的计算公式和测定方法。所有这些工作,使 得同步电机内部的理论达到了比较完善的地步
1935~1938年,克朗(Kron)系统地提出了利用张量分析来研究旋转电机的方法
1940年前后,出现了一系列新的控制电机,例如电机放大机,交流测速发电机,回转变压器等。为了满足 控制系统的要求,自整角机的精度和伺服电动机的性能亦有很大的提高。同一时期,小型分马力电机的理 论已有较大的发展。
1950年代后期晶体管的发明也逐渐应用在步进电机上
1950~1960年,许多学者进一步研究了同步电机和感应电机的电磁—机械暂态。由于利用了物理模型和模拟 计算机,使得许多复杂的电机动态运行问题得到了解决
1958年,英国Bristol大学的G.H.Rawcliffe等提出极幅调制绕组(称为P.A.M 绕组)
1959年起,逐步建立起机电能量转换的新体系
1970年,英国Leeds大学步进电机研究小组首创一个开关磁阻电机(Switched Reluctance Motor, SRM)雏 形,这是关于开关磁阻电机最早的研究
1972年,进一步对带半导体开关的小功率开关磁阻电动机(10w~1kw)进行了研究
1975年,开关磁阻电机有了实质性的进展,并一直发展到可以为50kw的电瓶汽车提供装置
1980年在英国成立了开关磁阻电机驱动装置有限公司(SRD Ltd.),专门进行SRD系统的研究、开发和设计
1983年,英国(SRD Ltd.)首先推出了开关磁阻电机SRD系列产品,该产品命名为OULTON
1984年,TASC驱动系统公司也推出了他们的产品。另外SRD Ltd. 研制了一种适用于有轨电车的驱动系统,到1986年已运行500km
1992年,美国著名电机专家T.A.Lipo等人首先提出双凸极永磁电机
• 关于我们
东莞市臻上机电设备有限公司 专注于直线运动系统,提供各类非标直线单元,给您定制服务。大气环境产品如线性滑台丝杆模组,伺服电缸,小型电动执行器,升降机等线性电动传动装置;特殊环境主要产品:真空/高温/深低温步进电机/伺服电机、真空(高低温)减速机、真空(高低温)直线模组、高低温伺服电缸、真空旋转变压器、高低温步进电机驱动器等配套产品。其中国内自主研发的真空高低温步进电机,可以在-196℃至+300℃、真空度1x10^-7Pa环境下工作。详细情况请与我们联系。