premye motè elektrik
Eksperyans elektwomayetik Faraday yo, 1821 Premye motè elektrik yo te senp aparèy elektwostatik, ki te dekri nan eksperyans pa Scottish mwàn Andrew Gordon ak eksperimantè Ameriken Benjamin Franklin nan ane 1740 yo. Prensip teyorik ki dèyè l, lwa Coulomb a, te dekouvri pa Henry Cavendish an 1771, men li poko pibliye. Lwa a te dekouvri poukont li nan 1785 pa Charles-Augustin de Coulomb, ki moun ki pibliye li epi kounye a se lajman li te ye ak non li. [4] Selil elektwochimik [5] Alessandro Volta te envante nan 1799 te fè li posib pou jenere yon kouran kontinyèl. Apre dekouvèt entèraksyon sa a ant kouran ak chan mayetik, ke yo rekonèt kòm entèraksyon elektwomayetik pa Hans Christianrsted an 1820, anpil pwogrè te fèt byento. Li te pran André-Marie Ampère jis kèk semèn pou devlope premye fòmil entèraksyon elektwomayetik epi pwopoze lwa fòs Ampère, ki dekri entèraksyon kouran elektrik ak chan mayetik. fòs mekanik. Nan 1821, Michael Faraday te demontre efè mouvman wotasyon pou premye fwa. Yo te tranpe yon fil ki pandye gratis nan yon beny mèki kote yo te mete yon leman pèmanan (PM). Lè aktyèl la pase nan fil la, fil la wotasyon alantou leman an, ki endike ke aktyèl la kreye yon sere sikilè jaden mayetik alantou fil la. [7] Motè sa yo anjeneral demontre nan eksperyans fizik, ranplase dlo sèl pou mèki (toksik). Wou Barlow yo te yon amelyorasyon byen bonè nan demonstrasyon Faraday sa a, byenke motè omopolè sa yo ak menm jan an pa t apwopriye pou itilizasyon pratik jouk nan fen syèk la.
"Electromagnetic Self-Rotor" pa Jedlik, 1827 (Mize Art Aplike, Budapest). Motè istorik toujou travay byen jodi a.
James Joule te montre Kelvin yon motè elektrik nan Hunterian Museum nan Glasgow an 1842
Nan 1827, fizisyen Ongwa nyos Jedlik te kòmanse fè eksperyans ak bobin elektwomayetik. Apre Jedlik rezoud pwoblèm teknik nan wotasyon kontinyèl ak envansyon nan komutateur a, li te rele aparèy bonè l 'yon "elektwomayetik pwòp tèt ou-rotor." Malgre ke yo te itilize sèlman pou ansèyman, nan 1828 Jedrick demontre premye aparèy ki gen twa eleman prensipal yo nan yon motè DC pratik: stator la, rotor ak komutateur. Aparèy la pa sèvi ak leman pèmanan paske jaden yo mayetik nan eleman yo estasyonè ak wotasyon yo pwodwi sèlman pa aktyèl la ap koule tankou dlo nan likidasyon yo.
DC motè
Syantis Britanik William Sturgeon te envante premye motè DC komutatè ki kapab fè machin wotasyon an 1832. Apre travay Sturgeon a, envanteur Ameriken Thomas Davenport te bati yon motè DC komutateur, ke li patante an 1837. Motè a kouri nan 600 revolisyon pa minit ak pouvwa. zouti pouvwa a ak laprès enprime. Akòz gwo pwi de pil prensipal yo, motè elektrik la pa t 'yon siksè komèsyal, ak Davenport te fè fayit. Plizyè envantè te swiv Sturgeon pou devlope motè DC, men yo tout te rankontre menm pwoblèm pri batri a. Pa gen okenn sistèm distribisyon pouvwa ki disponib nan moman sa a, pa te gen okenn mache komèsyal aktyèl pou motè sa yo.
Apre anpil lòt tantativ plis oswa mwens siksè ak aparèy wotasyon ak resipwòk relativman fèb, Prussian Moritz von Jacobi te kreye premye reyèl motè elektrik wotasyon an me 1834. Li pwodui yon pwodiksyon mekanik ekstraòdinè. Motosiklèt li a te etabli yon rekò mondyal, ke Jacobi te amelyore kat ane pita nan mwa septanm 1838. Dezyèm moto li a te ase pwisan pou l te kondwi yon bato 14-moun sou yon gwo larivyè. Epitou nan 1839/40, lòt devlopè yo te jere fè motè ki sanble ak pèfòmans ki pi wo.
Nan 1855, Jedlik te bati yon aparèy ki kapab fè travay itil lè l sèvi avèk prensip ki sanble ak sa yo itilize pa zèl vire elektwomayetik li yo. Menm ane sa a, li te bati yon modèl machin elektrik.
Yon gwo pwen vire te vini an 1864, lè Antonio Pacinotti premye te dekri armati toroidal la (byenke li te orijinèlman vin ansent nan yon dèlko DC (sa vle di, dèlko)). Karakteristik sa a gen simetrik gwoupe bobin ki fèmen youn ak lòt epi ki konekte ak ba yo nan yon komutateur ki gen bwòs bay yon kouran prèske unfluctuating. Premye motè DC siksè komèsyal yo te swiv devlopman Zénobe Gramme, ki te re-envante konsepsyon Pacinotti an 1871 epi li te adopte kèk nan solisyon Werner Siemens yo.
Benefis ki genyen nan motè DC a soti nan revèrsibilite motè a, ki te anonse pa Siemens an 1867 epi li te dekouvri atravè obsèvasyon Pacinotti yo te rive nan 1869 lè Graham aksidantèlman te pwouve li, nan Fwa Mondyal la Vyèn nan 1873, lè li te mete de chak nan. aparèy DC sa yo se nan 2 km youn ak lòt, lè l sèvi avèk youn nan yo kòm yon dèlko ak lòt la kòm yon motè elektrik.
Friedrich von Hefner-Alteneck nan Siemens ak Halske te prezante rotor tanbou a an 1872 pou ranplase bag Pacinotti a, kidonk ogmante efikasite machin. [6] Siemens & Halske te prezante rotor laminated ane annapre a, sa ki lakòz pèt fè redwi ak pi wo vòltaj pwovoke. Nan 1880, Jonas Wenstrm te bay rotor la ak fant pou akomode likidasyon yo, plis amelyore efikasite.
An 1886, Frank Julian Sprague te envante premye motè DC pratik, yon aparèy san briyan ki te kenbe yon vitès relativman konstan anba chaj varyab. Nan epòk sa a, lòt envansyon elektrik Sprague yo te amelyore anpil pèfòmans distribisyon pouvwa griy la (travay ki te fèt avan Thomas Edison te pran pouvwa a), sa ki te pèmèt pouvwa motè elektrik yo retounen nan griy la, atravè fil anlè ak poto chariot yo, epi yo bay chariot yo. sistèm kontwòl pou operasyon elektrik. Sa a te mennen Sprague envante premye sistèm chariot elektrik la lè l sèvi avèk motè elektrik nan Richmond, Virginia an 1887–88, yon asansè elektrik ak sistèm kontwòl an 1892, ak yon tren elektrik ak machin endepandan kontwole santralman. Lèt la te premye enstale nan Chicago an 1892 pa South Side Elevated Railroad, kote li te konn li kòm "L". Motè elektrik Sprague a ak envansyon ki gen rapò ak li yo te pwodwi enterè epi yo te jwenn itilizasyon toupatou nan motè elektrik endistriyèl. Devlopman motè elektrik ak efikasite akseptab yo te retade pou dè dekad akòz yon echèk yo rekonèt enpòtans kritik diferans ki genyen ant rotor la ak stator. Desen efikas gen espas lè relativman piti. Pou menm rezon an, machin St. Louis, depi lontan te itilize nan salklas yo pou ilistre prensip mouvman yo, li trè efikas epi li pa sanble ak yon machin modèn.
Motè elektrik yo te revolusyone endistri a. Pwosesis endistriyèl yo pa limite pa transmisyon pouvwa lè l sèvi avèk arbr, senti, lè konprese oswa idwolik. Olye de sa, chak machin ka ekipe ak pwòp sous pouvwa li yo, ki ka fasil kontwole pandan y ap itilize ak amelyore efikasite transfè pouvwa. Motè elektrik yo itilize nan agrikilti retire fòs misk imen ak bèt nan travay tankou manyen grenn jaden oswa ponpe dlo. Itilizasyon motè elektrik nan kay la diminye travay lou nan kay la epi pèmèt pi wo estanda konvenyans, konfò ak sekirite. Jodi a, motè elektrik konsome plis pase mwatye nan elektrisite ki pwodui nan peyi Etazini.
AC motè
An 1824, fizisyen franse Franois Arago te pwopoze egzistans yon chan mayetik wotasyon, ke yo rekonèt kòm wotasyon Arago, pa manyèlman louvri ak fèmen yon switch, ki Walter Baily te demontre an 1879 kòm premye motè endiksyon primitif la. Pandan ane 1880 yo, anpil envantè yo te eseye devlope motè AC solid [31], kòm avantaj ki genyen nan motè AC nan transmisyon vòltaj segondè sou distans ki long yo te konpanse pa enkapasite nan kouri sou motè AC.
An 1885, Galileo Ferraris te envante premye motè endiksyon AC commutatorless. Ferraris te amelyore premye desen li yo lè li te pwodwi inite ki pi avanse an 1886. An 1888, Royal Academy of Sciences nan Torino te pibliye etid detaye Ferraris sou baz operasyon motè elektrik, men nan moman sa a te konkli ke "yon aparèy ki baze sou prensip sa a pa ka gen okenn siyifikasyon komèsyal kòm yon motè elektrik."
Devlopman endistriyèl posib te vin ansent pa Nikola Tesla, ki te envante motè endiksyon endepandan li an 1887 epi li patante li nan mwa me 1888. Menm ane sa a, Tesla te prezante papye li sou AIEE nan yon nouvo sistèm pou motè AC ak transfòmatè jan sa dekri nan twa patant nan de-faz kat-stator poto motè kalite: youn ak yon rotor kat-poto fòme yon motè repiyans ki pa pwòp tèt ou-kòmanse, ak lòt la ak rotor blesi a konstitye yon motè endiksyon oto-kòmanse, ak twazyèm kalite a se yon motè synchrone vre, ki respektivman bay eksitasyon DC pouvwa nan enroulement yo rotor. Sepandan, yon patant Tesla te depoze an 1887 te dekri tou yon motè endiksyon rotor kout-sikwi. George Westinghouse te akeri dwa yo nan men Ferraris ($1,000) epi imedyatman te achte patant Tesla a ($60,000, plis $2.50 pou chak machin puisans vann jiska 1897 peye an 2010),[32] te anboche Tesla pou devlope motè elektrik la, epi komisyone CF Scott pou ede Tesla; sepandan, Tesla te kite yon lòt kote an 1889. [Twòp sitasyon yo] Yo te jwenn ke motè endiksyon AC vitès konstan an pa t apwopriye pou tramway yo,[31] men enjenyè Westinghouse avèk siksè te ekipe li pou pouvwa yon operasyon min nan Telluride, Kolorado an 1891. [ 53][54][55] Westinghouse te reyalize premye motè endiksyon pratik li an 1892 epi li te devlope yon fanmi motè endiksyon polyphase 60 Hz an 1893, men motè Westinghouse byen bonè sa yo te bati ak motè defaz rotor blese. BG Lamme imedyatman devlope rotor blese baton k ap vire a. [45]
Nan ankouraje devlopman twa-faz, Mikhail Dolivo-Dobrovolsky te envante motè endiksyon twa-faz an 1889, ki se tou de yon rotor ekirèy ak yon kalite rotor blese ak yon varistor kòmanse, ak nan 1890 envante transfòmatè twa-bra. Ant AEG ak Maschinenfabrik Oerlikon, Doliwo-Dobrowolski ak Charles Eugene Lancelot Brown devlope pi gwo modèl, yon kaj ekirèy 20 hp ak yon rotor blese 100 hp ak yon varistor kòmanse. Sa yo te premye motè asynchrone twa-faz apwopriye pou operasyon pratik. Winstrom te devlope machin twa-faz menm jan an depi 1889. Nan Egzibisyon Elektwoteknik Entènasyonal nan Frankfurt an 1891, premye sistèm long distans twa-faz la te demontre avèk siksè. Li se rated nan 15 kV ak detire 175 km soti nan Laufen Falls sou Neckar la. Estasyon elektrik Lauffen a konsiste de yon altènatè 240 kW 86 V 40 Hz ak yon transfòmatè step-up, pandan y ap nan egzibisyon an yon transfòmatè step-down pouvwa yon motè endiksyon 100 hp twa faz ki pouvwa yon kaskad atifisyèl, ki reprezante. transfè transfòmatè orijinal la. sous enèji. ] Twa-faz endiksyon kounye a yo itilize nan vas majorite nan aplikasyon komèsyal yo. Sepandan, li te deklare ke motè elektrik Tesla yo pa t 'pratik akòz pulsasyon de-faz, ki pouse l' kenbe nan travay twa-faz li.
Nan 1891, GE te kòmanse devlope motè asynchrone twa-faz [45] pa 1896, GE ak Westinghouse te siyen yon akò lisans kwa pou konsepsyon rotor bar-winding la, pita ke yo rekonèt kòm rotor kaj. Amelyorasyon nan motè endiksyon an te soti nan envansyon ak inovasyon sa yo, se konsa ke 100-motè endiksyon puisans lan kounye a gen menm dimansyon enstale ak motè 7.5-povans 1897 la.
konpozan
Rotor motè (agòch) ak stator (adwat)
Rotor[edite]
Atik prensipal: Rotor (elektrik)
Nan yon motè elektrik, pati k ap deplase a se rotor la, ki vire arbr a pou transmèt pouvwa mekanik. Rotor la tipikman gen kondiktè ki pote kouran ki kominike avèk jaden mayetik stator la pou kreye yon fòs ki wotasyon arbr a. Altènativman, kèk rotor pote leman pèmanan, pandan y ap stator yo kenbe kondiktè yo.
kote yo pote
Se rotor la sipòte pa BEARINGS ki pèmèt rotor la Thorne sou aks li yo. BEARINGS yo nan vire sipòte pa lojman motè a. Arbr motè a pwolonje nan kote yo pote nan deyò motè a, kote chaj la aplike. Paske fòs chay la aplike deyò kote yo pote, chay la sispann. [59]
stator
Atik prensipal: Stator
Stator la se yon pati fiks nan kous elektwomayetik motè a epi li anjeneral konsiste de likidasyon oswa leman pèmanan. Nwayo stator la konsiste de anpil fèy metal mens ki rele laminasyon. Laminasyon yo itilize pou diminye pèt enèji ki ta lakòz si yo te itilize yon nwayo solid.
espas lè
Distans ki genyen ant rotor ak stator yo rele espas sa a lè. Espas lè yo gen yon enpak siyifikatif epi yo anjeneral piti ke posib, paske gwo espas lè ka gen yon gwo enpak negatif sou pèfòmans. Li se sous prensipal faktè pouvwa ki ba pou operasyon motè. Aktyèl eksitasyon an ogmante kòm espas sa a lè ogmante. Se poutèt sa, diferans lè a ta dwe minimize. Anplis bri ak pèt, ti twou vid ki genyen yo ka lakòz pwoblèm mekanik tou.
Salient poto rotor
likidasyon[edite]
Atik prensipal: likidasyon
Yon likidasyon se yon fil ki mete nan yon bobin, anjeneral ki vlope ozalantou yon nwayo feromayetik mou laminated, pou fòme poto lè kouran.
Motè yo vini nan de konfigirasyon debaz poto jaden: sayan ak ki pa sayan. Nan yon machin salient-pole, chan mayetik poto yo kreye pa likidasyon blese sou poto yo anba fas poto yo. Nan poto ki pa sayan oswa distribiye jaden oswa machin rotor sikilè, likidasyon yo distribiye nan fant fas poto. [60] Yon motè ki gen lonbraj gen yon pòsyon bobin nan yon poto ki retade faz jaden mayetik poto sa a.
Kondiktè yo nan kèk motè elektrik konpoze de metal pi epè, tankou bann metal oswa fèy, anjeneral, kwiv, oswa aliminyòm. Sa yo anjeneral kondwi pa endiksyon elektwomayetik.
commutator
Atik prensipal: Komitatè (elektrik)
Ti motè DC pou jwèt ak commutator li yo
Yon commutator se yon mekanis ki itilize pou chanje opinyon pifò motè DC ak kèk motè AC. Li konsiste de segments bag glise izole youn ak lòt ak soti nan arbr la. Aktyèl armature nan motè a apwovizyone nan bwòs estasyonè an kontak ak komutateur wotasyon an, ki lakòz ranvèsman aktyèl la obligatwa ak kòm rotor la wotasyon soti nan poto a polePower motè a nan pi bon fason posib. [61][62] Nan absans ranvèsman aktyèl sa a, motè a pral frene nan yon kanpe. Eksteryè komite motè endiksyon ak pèmanan leman yo ranplase motè elektwomekanik komite, yo bay teknoloji amelyore nan domèn contrôleur elektwonik, kontwòl sensorless, motè endiksyon, ak motè leman pèmanan.
Pwovizyon pou motè ak kontwòl
Pouvwa motè
Kòm mansyone pi wo a, motè DC yo anjeneral apwovizyone pa komutateur bag glise. Ka komitasyon nan motè AC a ka reyalize lè l sèvi avèk yon komutateur bag glise oswa komutasyon ekstèn, epi li ka nan yon kalite kontwòl vitès fiks oswa varyab, epi li kapab tou yon kalite synchrone oswa asynchrone. Motè elektrik objektif jeneral ka kouri swa AC oswa DC.
kontwòl motè
Lè yo ajiste vòltaj DC a aplike nan tèminal yo, motè DC ka kouri nan vitès varyab.
Motè AC, anjeneral kouri nan vitès fiks, yo mache swa dirèkteman nan kadriyaj la oswa atravè yon motè demaraj mou.
Motè AC opere nan vitès varyab yo mache ak divès kalite varyateur pouvwa, kondui frekans varyab oswa teknoloji elektwonik commutator.
Tèm commutator elektwonik la souvan asosye ak motè DC brushless pwòp tèt ou ak aplikasyon pou motè repiyans chanje.
