感应电机的发展历史~以及有哪些控制方法~求指教~
1866年,在发明了电动机之后,V. Siemens写信给他在伦敦的兄弟:“电力技术有着光明的未来,它将迎来一个新的时代。”后来,事实证明了他的先见之明。
继西门子的电机之后,贝尔(1847-l922)发明了电话,爱迪生在1879年发明了电灯。这三大发明照亮了人类实现电气化的道路。80年代初,电机在结构上已经比较完善,进一步完善的需要推动了理论研究。
因为电源只有电池提供的DC,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,只有把电机上的换向器换成直流电才能应用。
交流电最早大规模使用是1876在电气照明中的应用。
俄罗斯人雅布·罗奇科夫建造的照明发电厂输送交流电。
1883年,L. Golard 1850 ~ 1888和I.Dickson Gibbs制作了带抽头和若干绕组的变压器。通过改变接线来改变所需电压,仍然使用开放式磁路。
这种变压器在英国伦敦博览会上展出过,每台变压器容量为5kVA。
1885年,匈牙利工程师麦克斯韦(Maxwell 1851 ~ 1934)研制了一种闭合磁路的干式变压器,大大提高了效率,并获得了德国的专利。
交流电的另一个特点是静止的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(Galileo of errais 1847 ~ 1897)于1888年春在都灵科学院报告说,在1885年,他发现不同相位的交流电可以导致几个静止的线圈,这些线圈可以产生一个旋转的磁场。
几乎与此同时,美国的南斯拉夫工程师特斯拉(NicolateSlal 1856 ~ 1943)也在美国报道了旋转磁场的发现,并在1882制造了一台无滑环的交流电机。
1888年秋,年轻的俄罗斯工程师多里沃·多布罗夫斯基(1862 ~ 1919)注意到,在电机的动态制动实验中,如果电机的电枢线圈短路,会产生很强的制动作用。
由此,他很快意识到,如果电枢上的线圈电阻减小,感应电流增大,就不是用来制动,而是随着旋转磁场旋转,可以提供一定的扭矩。
根据这个想法,他将铁柱中的铜条交叉,在末端短接作为转子,放入旋转磁场中,制成鼠笼式感应电机。
这种电机不需要向转子引入励磁电流,省去了滑动接触环,结构简单牢固,成本低,运行稳定,直到现在仍被广泛用作动力源。
他把两相改为三相,以充分利用电机圆周上的空间。
三相交流电的相位差为120千瓦时,所以三个大小相等的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,所以只需要三根线。
1889年,他做了一个100W的电机,1891年,电机达到了3.7kW。
Dorivo-Dobrovski还做了一个三相变压器。
他提出了几种可行的结构,包括铁芯是壳型、芯型还是人字形。
发现交流电机能量损耗的测量结果与计算结果相差很大。
J.a .尤因指出,这可能是因为没有考虑磁滞损耗。
德裔美国人查尔斯·普罗特斯·斯泰因梅茨(1865 ~ 1923)给出了一个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。电路中不仅要考虑电动势和电流随时间的正负变化,还要考虑电阻、电感和电容的影响。
早在1847,Y.X冷慈就发现了交流电通过线圈时,与电动势的相位不一致。
在1877中,雅布·罗奇科夫观察到电容器上的交流电压也不同于电流的相位。
65438+20世纪80年代,J.C. Maxwell提出了电路中交流电的全阻抗表示。
卡普(King * * * Urg Kapp 1852 ~ 1922)在1887推导出变压器产生的感应电动势e平均值的计算公式:
e = 4.44 wfφ10-8
其中f是频率,w是匝数,φ是磁通量。
根据该公式,可以确定变压器中磁通与磁化电流的关系。
M.O .多里沃-多布罗夫斯基发展了卡普的理论。
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:“磁通量是由施加的电压决定的,而不是由磁阻决定的。
但是磁阻的变化只影响磁化电流的大小。
如果磁通量的变化是正弦的,那么电动势或电压也是正弦的,但它们之间的相位差是90度。“他把磁化电流分成两个分量,即‘有功分量’和‘磁化分量’。
他提出交流电的基本波形是正弦的,线圈中的电流分为两个分量,这是后来使用的。
交流电路计算方法的一个重要进展是斯坦梅茨的复符号法。
他用数学中的Demovi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。
根据瑞士数学家让·罗伯特·阿尔冈(1768 ~ 1813)在1806年提出的思想,他还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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