Електродвигатели, история на изобретението

Асинхронен електродвигател, електронно асинхронно устройство за преобразуване на електронната енергия в механична. Механизмът на асинхронен двигател на базата на насърчаване на въртящо се магнитно поле, произведена чрез преминаване на трифазен променлив ток от намотките на статора с ток, индуциран поле на статора намотки в ротора, с което има механична сила причинява ротора да се върти в посоката на въртене
магнитно поле при условие, че скоростта на въртене на ротора е по-малка от честотата на въртене на полето n1 .По този начин роторът изпълнява асинхронно въртене по отношение на полето. За първи път феноменът, наречен магнетизъм на ротация, е показан от френския физик DF Aragon (1824). Той показа, че медният диск, фиксиран към вертикалната ос, започва да се върти, ако въртите непроменим магнит над него. След 55 години, 28 юни 1879 г. британският учен У. Бейли получава маргаритка намотките на магнитното поле за редуване на 4 пръчковидни магнити към източник на постоянен ток. В произведенията на М. Despres (Франция, 1880-1883), I. Thomson (САЩ, 1887) и др. Описва апарат основава също на свойствата на въртящото се магнитно поле. Но сериозно научно изложение на същността на това явление за първи път, почти едновременно и независимо една от друга, беше даден през 1888 г. от италианския физик Г. Ферари и хърватската инженер и учен Никола Тесла.

Двуфазен асинхронен електродвигател. е изобретен от Тесла през 1887 г. (британски патент номер 6481), социалното послание на това изобретение той направи през 1888 г. разпространението на този вид асинхронен двигател priemuschestvenno не са получени в резултат на лошите изходни характеристики. През 1889, М. A. Dobrowolski Dolivo-опитен конструирана тях първи трифазен асинхронен двигател в света, в който роторът се прилага като "кафезна" (на немски патент № 51083), и статор намотка подредени в статорните канали в цялата обиколка. През 1890 Dolivo изобретен Dobrovol`skii фаза роторни пръстени и задействащи устройства (британски патент 20425 и германското № № 75361). След 2 години те ротора дизайн беше предложена, наречена "двойно накъсо", която, но става широко използвана само след 1898 благодарение на работата на френски инженер П. Баучер подаване на асинхронен двигател с ротор с двигателя с особеностите на ракети.

Поради простотата на собствените си устройства, надеждността при експлоатацията на този вид са двигателите vserasprostranennymi електронни машини в mire.Faznye намотките на статора на двигателя са свързани в звезда или триъгълник (в зависимост от напрежение). Ако мотор листа с данни показва, че намотките са за напрежение 220/380 V, тогава, когато са включени в мрежа 220 през линия напрежение намотки са свързани делта, докато в комутируема мрежа 380 - звезда.

схеми за свързване на статорните намотки на трифазен асинхронен двигател: а - звезда, б - в триъгълник в - звезда и триъгълник на клемната кутия двигател

Схема за включване на индукционен мотор с фазов ротор: 1 - статорна намотка, 2 - роторна намотка, 3 - контактни пръстени, 4 - четки, R - резистори.
За да конфигурирате посоката на въртене на вала на асинхронен двигател, е необходимо да промените посоката на въртене на магнитното поле на статора. За да направите това, достатъчно е да смените двата проводника, свързващи намотката на статора, към мрежата за захранване.

Зад кулисите на историята.

Историята на създаването на двигател с променлив ток, основаващ се на изобретяването на въртящо се магнитно поле, е още по-драматичен и дори детективен, като всяка история на истинско изобретение. В статията, публикувана на сайта, всичко остана зад кулисите.
Двигателите с постоянен ток вече работеха на пълен капацитет. Концентрацията на промишлени съоръжения далеч от местата за производство на електроенергия, търсеше нейното прехвърляне на всички огромни и огромни разстояния. Но предаването на непроменим ток на такива разстояния доведе до огромни загуби. Такова предаване би било осъществимо само при прилагане на напрежение от 10 хиляди волта.
Но да се получи такова напрежение в генераторите на постоянния ток беше нереално. Тогава стигнахме до идеята за прехвърляне на променлив ток с следващата му трансформация.

Използване, еднофазни генератори с механично превключване краищата на намотките на ротора (колектор, четки) започва да се създаде променлив ток с ниско напрежение, тогава трансформатори половина на поне някои желаната стойност, за предаване на разстояние най-високо напрежение, и отново да се намали на използване на сайта на изискваните и се използва в настоящите колектори , Но ... отново се оказа проблема за коригиране на променлив ток в постоянен за използване в двигатели, която доведе на практика до същите загуби, както в редовете при изпращане на постоянен ток
Все още нямаше двигатели с променлив ток. Но в началото на 80-те години на 20-ти век електричеството е консумирано предимно за нуждите на електроенергията. Постоянните двигатели за задвижване на голямо разнообразие от машини са били използвани все по-широко.
За да се направи електрическият мотор, който може да работи на ток без токоизправители, се превърна в основната задача на електротехниката.
"В търсене на нови начини, човек винаги трябва да се обърне. Имаше ли нещо в историята на електротехниката, което да даде представа за създаването на електрически мотор с променлив ток?
Търсенето в миналото бе увенчано с успех. Те си спомнят: още през 1824 г. Арагон показва опит, който инициира огромен брой плодотворни научни разработки. Става дума за демонстрация на "магнетизъм на ротация". Медният (не магнитен) диск е отнесен от въртящ се магнит.
Имаше идея, дали е невъзможно, дали да смените дискови бобини с намотка и въртящия се магнит с въртящо се магнитно поле, за да направите електрическия мотор на променлив ток? Със сигурност можеш, но как да се въртиш на магнитното поле?
През тези години бяха предложени много различни методи за въвеждане на променлив ток. Честно Електротехника историк ще трябва да се обадя на имената на различни физици и инженери, които се опитваха в средата на 80-те години, за да електродвигатели за променлив ток. Той не пропусна да припомни, експериментите на Бейли (1879), Марсел Deprez (1883), Брадли (1887), за Venstroma работи Hazelvandera и много други. Предложение, разбира се, бяха много вълнуващи, но никой от тях не може да се отговори на индустрията: електрически двигатели, или те са били тромави и нерентабилна, или сложна и ненадеждна "(Rzhonsnitsky Борис" Тесла "ZHZL 1959 г.).
Всички те се основаваха на механичното превключване на намотките на електромагнитите, което беше още по-скъпо и ненадеждно от изправянето.
Търсенето на решение специално за тази задача, създаването на ротационно магнитно поле, започна Никола Тесла. Той следва своя собствен метод и предлага радикално решение на възникналата трудност.
Повече Будапеща пролет 1882 года Tesla ясно представена за себе си, ако има такива начин за извършване на електрически намотки на моторни магнитните полюси 2 различни променливи токове, различаващи се един от друг само с промяната на фазата, в промяната на тези токове причиняват различно по степен Северния и Южния полюс, или въртене на магнитното поле. Превъртящото се магнитно поле също трябва да натоварва намотката на ротора на машината.

Tesla на първо място, през 1882 г., без значение кой, е изградила източника на двуфазен ток (двуфазов генератор, синусоидална ток с изместване на фазата на 900) и тази на двуфазен мотора, сложи го на статорните намотки, така че генерирания въртящ момент магнитното поле и по този начин изпълни своята идея за независимост , и без помощта на другите, и за първи път. Това е специално създаването на AC мотор.
Той има, както и всеки друг в света, нямах представа на паразитни токове и взаимно пара "генератор-мотор" с изцяло метален статора и ротора е много прегряване. Въпреки това, той е основният и отчаян напън в областта на електротехниката, той е описано в патент № 6481za 1887god където Tesla теоретично разглежда всички възможни случаи на дефазиране спрян на промяната в 90 °, с други думи на потока от двуфазен, но описана възможността за въвеждане на ротационен поле и за многофазни системи. Въз основа на това описание Доливо-Доброволски работи върху собствената си трифазна система
"Но Тесла не беше единственият учен, който си спомняше опита на Араго и намери решение на фундаменталната трудност. В същите тези години, научните изследвания в областта на променливи токове участват италиански физик Галилея Ферари, представителят на Италия в много международни конгреси електротехници (1881 и 1882 г. в Париж, 1883 във Виена, и други). Подготвяйки лекции по оптика, той стига до идеята за способността да се създаде експеримент, който да демонстрира характеристиките на светлинните вълни. За тази Ferraris затвърди на тесен резба меден цилиндър, който се задейства от двете магнитни полета са изместен под ъгъл от 90 °. Когато тока в намотката, създаване на магнитно поле последователно в една или друга от тях (отново, като се използва същият механична комутация на намотки на тези бобини MN) цилиндър под действието на тези области се обърна и усукана прежда, в резултат на възлезе някакво количество от небето. Устройството е идеално проектирано явление, известно като поляризация на светлината.
Ferraris не възнамерява да използва своя модел за електрически цели. Това беше просто устройство за лекция, чието острота се състоеше в експерименталното приложение на електродинамичния феномен за демонстрации в областта на оптиката.
Ферарис не се ограничава до този модел. Във втория, по-съвършен модел, той успя да постигне въртенето на цилиндъра със скорост до 900 об / мин. Но над определена граница, като всеки се увеличи тока във веригата, генерира магнитно поле (с други думи, изглежда, че не е с повишена мощност изразходвани), не са в състояние да се постигне скорост на растеж. Изчисленията показаха, че мощността на втория модел не надвишава 3 вата.
Несъмнено Ферарис, не само като оптик, но и като електротехник, не може да не осъзнае стойността на експериментите си. Но за него, по негово признание, никога не се е случвало да се прилага този принцип при създаването на електродвигател с променлив ток. Най-голямото нещо, което искаше да каже, беше да го използва за измерване на тока и дори започна да проектира подобен инструмент.
18 март 1888 г. в Ториновата академия Ферари публикува доклад "Електродинамична ротация, произведена с помощта на променлив ток". В него той разказва за собствените си експерименти и се опитва да обоснове, че получаването в такъв инструмент на коефициент на полезно действие над 50 процента е нереалистично.
Ферарис бил напълно убеден, че като доказва липсата на манипулиране на магнитни полета за практически цели, той е от голяма полза за науката.
Докладът на Ферарис надмина доклада на Никола Тесла в Южноамериканския институт на електроинженерите.
Но заявлението, подадено за патент през октомври 1887 г., свидетелства за безспорния приоритет на Тесла пред Ферарис. "(Rzhonsnitsky.)
Но това не е принцип! В основата си това, което Ферари създаден вихровидна магнитно поле на механични комутационни всички електромагнитни бобини и Тесла и все още се извършва на две фази, алтернатора и очерта работата си в собствената си патент на 1887. Еднофазни алтернатори отдавна работят, както и еднофазни трансформатори. Т.е. Тесла открива самия феномен под заглавието "фазово отместване" и за първи път постави намотките и генератора и двигателя по специален начин, полагайки основите за създаването на многофазни системи.
"Що се отнася до публикацията, статията" Ферарис ", достъпна за четене до всички електротехници по света, е публикувана едва през юни 1888 г., с други думи, след широко известния доклад на Тесла.
При одобрение на Ферари, които работят върху изучаването на въртящото се магнитно поле е започнало през 1885 г., Tesla има всички основания да се направи възражение, че той се справиха с този проблем още в Грац, решение го намерих през 1882 г., а през 1884 г. в Страсбург показа работещ модел на собствените си мотор.
Но, разбира се, това не е само въпрос на приоритет. Разбира се, двамата учени направили същата откритие независимо един от друг: Ферари не могат да знаят за заявка за патент на Тесла, както и последният не би могъл да знае за работата на италианската физика "(Rzhonsnitsky).
Отново повтарям, коренно противоположно отваряне на Никола Тесла от описанието на явлението Galileo Ferraris и по-късно развитие Dolivo-Dobrovolsky, е да се развие своите работни двойки многофазен променлив ток "генератор-мотор" и теоретична описание на това как те работят.
Самият Тесла с тесен присмех признава: "... д-р Ферарис не само стигна до същите теоретични резултати самостоятелно ,? дори начинът му е всъщност подобен на моя "
Със същите тези го тесен подигравателно, след пожар в собствена лаборатория 13 мар 1895 напълно унищожени неговото развитие, публикува "опровержение" в отговор на слуховете за палеж, "Вярвам, че Едисон много приличен човек и голям изобретател, така че той може да се подозира, че така нечестно действие "
Други действия се развиха още по-драматично. В края на юли 1888 г. Тесла продаде всичките си патенти на 14 бр. относно системата на многофазни течения Джордж Уестингхаус за нелепо сумата от един милион долара, но с "допълнително споразумение", -. 1 долар за всяка конска сила с въвеждането на тази система. В продължение на няколко години в експлоатация на системата Tesla, дългът на Westinghouse Electric Company надхвърли 12 милиона долара и заплашва компанията с разрушения. Т.е. посочена в статията "несъвършенствата" на многофазовата система на Тесла, не е попречила на Уестингхаус да получава колосални печалби. По-късно Тесла при изясняване на връзката между него и Джордж Уестингхаус лично го изтръгнат "до споразумение", плюе в лицето на цялата система "неизпълнимите ангажимент."
По-късно, той също, по-късно през 1915 г., отказа Нобелова награда, унизителна за него награден с Томас Алва Едисон, когото той никога не е смятан за изобретател, но само разбивка бизнесмен, основана след това има "General Electric". Още по-късно той отказва златния медал на "Едисън" на Южноамериканския институт по електротехнически инженери. По-късно, когато още му беше даден този медал, той, нарязвайки го на половина, изплати заплатите си с 2 от своите служители.
Mikula