Istoricul mașină DC
Figura 1. Roata Barlow:
1 - merluciu; 2, 3 - caneluri umplute cu mercur; 4, 5 - borne pentru conectarea unei baterii galvanice; 6, 7 - unelte de cupru; 8 - axa
Perioada inițială de dezvoltare motorie (1821 - 1834 ani) este strâns asociat cu crearea de dispozitive fizice pentru a demonstra conversia continuă a energiei electrice în energie mecanică. In 1821, Faraday godu prin examinarea interacțiunii cu conductorii de curent și magnetul a arătat că conductorii de curent electric determină rotația în jurul unui magnet sau un magnet în jurul unui conductor. Prin urmare, experiența Faraday este o ilustrare vie a posibilității fundamentale de construcție a motorului electric.
Posibilitatea de transformare a energiei electrice în show-mecanice mai aproape în multe alte experimente. Deoarece 1824 Peter Barlow a descris dispozitivul, cunoscut sub numele de „roata Barlow“ și este unul dintre monumentele istorice ale istoriei motorului electric.
Figura 2. Motor Henry:
1, 2 - magneți permanenți; 3, 4 - electromagnetul; 5, 6 - celulele galvanice; Perioada 7 - 10 - a paharului cu mercur; 11 - 14 - Ghiduri
Sub polii unui electromagnet plasat orizontal, capacitatea de a efectua o mișcare de balansare, stabilit magneți permanenți. Schimbarea polaritatea electromagnetului realizată datorită unei schimbări a direcției curentului în bobina sunt conectate prin intermediul unor conductori cu elemente galvanice (elemente lipite la electrozii din cupa cu mercur). Motor Henry cunoscut faptul că, în acest dispozitiv, prima încercare de a utiliza (în acest caz, swinging), atracția și repulsia poli spre deosebire de ca pentru a produce o mișcare continuă. Puterea acestor motoare era foarte mic: unul dintre aceste motoare, construit în 1831, a avut 0,044 wați și nu au putut fi utilizate în practică.
Figurile 3, 4, 5. O copie a primului motor electric Jacobi situat în muzeu Moscova Politehnică
Figura 6. Colector de motor Jacobi
Figura 7. Unitatea periei motorului Jacobi
Figura 8. Jacobi electrice baterie de putere a motorului
Figura 9. Circuit structurală și electrică a motorului electric Davenport:
1 - 4 - în cruce mobilă aranjată electromagneți; 5, 6 - magneți permanenți fixe în formă de semicercuri; 7, 8 - plăci de cupru izolate unul față de celălalt; 9 - 12 - contacte elastice
În 1837, americanul tehnician Thomas Davenport a construit, de asemenea, un motor electric cu o rotație directă a ancore (a se vedea figura 9). Acest motor este interacționat magneți permanenți mobile cu magneți fixe. Datorita amplasarii intr-un plan în mișcare și piese de staționare, cu motor Davenport este mai compact.
motoare acționate de pe Considerat remorcii de atracție reciprocă și repulsia magneți sau electromagneți. Cuplul de pe arborele era instabil, și, în legătură cu alternative de atracție și tija repulsia ancore, efectul acestor motoare în sistemul de acționare a motorului nu este foarte promițătoare.
Figura 10. Motor Burbuza
Figura 11. Motor Pachinotti
A treia etapă în dezvoltarea motoarelor electrice asociate cu dezvoltarea de modele de motoare electrice cu o ancoră inel neyavnopolyusnym și un cuplu aproape constant. Primul pas în această direcție fundamental nouă a fost luată în 1860 de către un student, iar mai târziu profesor la Universitatea din Pisa Antonio Pacinotti.
Dezvoltarea de generatoarele de curent continuu
DC Dezvoltarea generatorului electric a patru etape pot fi distinse.
Figura 12. Baterie Magnetoelectrical Jacobi:
1 - magneți permanenți potcoava; 2 - un arbore; 3 - bobina cu un miez de oțel; comutator tambur dvuhplastinchaty - 4; 5 - un scripete; arbore suport de rotație - 6
Prima fază (1831 - 1851 ani) se caracterizează prin crearea de generatoare electrice pentru auto-excitat de magneți permanenți. Aceste generatoare sunt numite mașini magnetoelectrice. Primul generator de tipul găsit aplicarea practică a fost generator de magnetoelectric Borisa Semenovicha Yakobi. Urmărind metoda de îmbunătățire a exploziilor electrice min Jacobi construit in 1842 Generatorul godu, le-a numit acumulator magnetoelectric (Figura 12). La rotirea bobinele de viteze în domeniul magneților permanenți în acesta este indus forța electromotoare (emf); pe arborele acolo dispozitiv de comutare în formă de doi cilindri și jumătate, este un colector simplu dvuhplastinchaty. Acest generator a fost adoptat de comanda galvanizată de armata rusă, care a folosit pentru a aprinde siguranțe de mină.
Figura 13. Generator „Alianța“
Mai puternic generator de generator de magneto a fost organizat la Paris, compania de inginerie electrică „Alianța“ (de unde și numele de noua mașină). Generatorul „Alianța“ (Figura 13) pe cadrul de fier au fost întărite în mai multe rânduri magneți permanenți în formă de potcoavă, dispuse pe circumferință în jurul arborelui. Între rândurile de magneți instalate pe arborele inelului cu un număr mare de ancore-bobine. În arborele generatorului colector întărit, și ca periile servesc role speciale colectorului. Masina a fost prima dată când un dispozitiv pentru role de compensare în funcție de sarcină. role Mutarea sa întâmplat sub influența proiectelor care provin din regulatorul centrifugal, care a fost legat de arborele mașinii. Generatorul „Alianța“ poate varia în înfășurări compuse din bobine, rezultând în emf a fost variat. În consecință, generatorul poate produce fie un curent de înaltă tensiune joasă și este, de exemplu, în scopul electroforming, curent de forță sau mai mică, dar o tensiune ridicată (40 - 250V) pentru alimentarea cu lămpi cu arc. Generator „Alianța“ mai clar decât altele, mai mici în mașini de dimensiuni, neajunsuri inerente dezvăluit în mașini magneto generale, și anume, materiale inadecvate și tehnologie magnet permanent. Sub influența reacției pentru armături. ca urmare a îmbătrânirii naturale și a posibilelor vibrații demagnetiza rapid magneți, în legătură cu care este redusă generatorul EMF, iar puterea sa este redusă. În plus, dezavantajul principal al mașinilor cu ancore poli frapante a fost că au dat brusc curent pulsator.
Figura 14. Generator Genri Uaylda
A doua etapă a generatorului electric de curent continuu luat perioadă relativ scurtă de timp (1851 - 1867 ani). Această etapă se caracterizează prin construcția avantajoasă a generatoarelor cu excitație independentă, t. E. Excitarea electromagneților de o sursă externă. Ca exemplu poate fi menționat Henry generator de englezul Wilde (1863). Acest generator (figura 14) a avut un electromagnet în formă de U, pentru care puterea a fost adaptată excitator - un generator mic electromagnetic. Masina Wilde a produs o idee de design pentru crearea unei generatoare auto-excitat. Într-adevăr, mai natural pentru a alimenta curentul de lichidare a generatorului nu este de la o sursă separată, în timp ce mașina electrică mai curent, care combină, de exemplu, excitație coerentă de lichidare cu armatura de lichidare.
După 1867 cu descoperirea principiului auto-excitație a treia fază în dezvoltarea generatoarelor de energie electrica. principiu de auto-excitatie a devenit cunoscut abia după 1887, când aproape în același timp, o auto-generatoare au fost construite în diferite țări. Un dezavantaj semnificativ al acestor generatoare este un design foarte imperfectă a ancorei. A fost folosit un așa numit ancora două în formă de T, care avea forma unui arbore cu niște adâncituri longitudinale, care sunt prevăzute în înfășurării. Această ancoră, care este un fel de ancoră în domeniul principal, nu numai că limitează puterea de mașini, dar, de asemenea, a dat un curent pulsator ascuțit, și în acest sens nu este diferit de tija.
Dezvoltarea oscilatoare auto-excitat cu ancora tambur inel marchează începutul celei de a patra etapă în dezvoltarea generatoarelor de energie electrica. Primul brevet pentru un generator de auto-excitat, cu o ancoră inelară a fost primită de fosta „Alianța“ firmă tâmplar Zenobia Theophilus Gramm în 1870. Acesta a fost folosit pentru instalațiile de iluminat de putere și structural reprezentate după cum urmează (figura 15) pe cadrul au fost consolidate electromagneți cu piese polare, între care armătura se rotește; în suporturi speciale au fost consolidate perii în contact cu aproape tip modern colector. Anchor condus printr-un scripete de antrenare. înfășurare în serie cu armătura de înfășurare de excitație.
Figura 15. Compuși Schema și generator de aspect Zénobe Gramme:
1 - pat de fier; 2 - electromagneți; 3 - o armătură inelară; 5 - Colectori
Comparativ cu armătura Pachinotti, Gramm făcu un pas înapoi, după ce a făcut ancora lui, fără dinți, care, pe de o parte, fixarea complicată a înfășurării, pe de altă parte a crescut ancora pierderi de cupru. Dar faptul că Gram furnizat inel masina de ancorare cu auto-excitat, a fost un mare pas înainte. Unul dintre cele mai importante avantaje ale armăturii de inel a fost că acesta poate produce un curent este aproape neschimbat în magnitudine.
Generator Gram a fost o sursă foarte economic de energie electrică, poate produce o putere semnificativă la eficiență ridicată (eficiență) și dimensiunea relativ mică și greutate. Avantaje evidente generator de Gram a promovat că înlocuit rapid alte tipuri si a fost foarte răspândită. La începutul anilor '70 ai principiului reversibilității mașinilor electrice a fost deja bine cunoscute, și aparatul Gramm utilizat în modul de generator. și în modul de motor. Astfel, la începutul anilor '70 a celor două linii de mașini electrice - motoare și generatoare - au fost unite. mașină Gram este o mașină de tip modern de curent continuu. Cu toate acestea, trebuie să fie îmbunătățită, și care a fost urmat în anii '70 - '80 ai secolului al 19-lea. Cu toate acestea, cele mai semnificative îmbunătățiri, constând în înlocuirea tamburului de ancorare inel, a fost realizată în 1873 de către inginerul german Friedrich von electric Hefner-Altenekom. Principalul dezavantaj al armăturii inelare a fost slabă utilizare a cuprului în înfășurări sale, ca parte a bobinelor de lichidare, situate pe suprafața interioară a inelului nu sunt utilizate. Tamburul este ancorat pe ambele părți ale fiecărei secțiuni implicate în crearea EMF, nu numai că a lucrat la sfârșitul anului de lichidare. Din 1878 a început să facă tambur uneltele de ancorare, care permite montarea mai fiabil și pentru a reduce bobina întrefier în mașină. Lupta pentru reducerea pierderilor în corpul ancora a condus în 1880 celebrul inventator american Thomas Alva Edison ideea de a produce o ancoră laminat, t. E. Recrutat din foi subțiri de oțel, hârtie lipite (plăci de oțel mai târziu la inserarea emailat de hârtie înlocuit foile). În același în 1880 pentru a îmbunătăți condițiile de inventator american armătura Hiram Stevens Maxim propuse pentru a separa ancora laminare pe pachetele de răcire; Acest lucru a făcut posibil să se formeze în corpul canalelor de ancorare pentru trecerea aerului. O îmbunătățire importantă a mașinilor de curent continuu a fost introducerea în 1884 de compensare de lichidare, iar în 1885 - mai mulți poli. prin care să poată compensa reacția armătură și îmbunătățirea comutație.
Deci, în anii 70 - 80 mașină DC achiziționat toate caracteristicile de bază ale mașini moderne. îmbunătățiri suplimentare nu afectează principiile de bază și unitățile structurale ale mașinii și au avut ca scop îmbunătățirea utilizării materialelor și îmbunătățirea izolației, pentru a îmbunătăți calitatea de perii și alte lucruri.