直流电机的发展史.ppt

1、DC汽车的发展史，我从哪里来，我想去哪里？贫僧来自东方大唐，想去西方取天堂！1821年9月，法拉第进行了水银杯旋转实验，并首次利用电流磁效应将电能转化为旋转运动的机械能。1822年，巴洛制造了巴洛星形轮发动机。1823年，斯特金制造了一种圆盘DC马达。亨利在1831年引入了“电动机”一词，提出了制造电动机的想法，并预言电动机将有广阔的应用前景。同年，亨利制造了第一辆摇摆DC汽车。1832年，斯特金制造了第一台带换向器的DC电机。1833年，里奇发明了旋转电磁针。同年，他制造了一台旋转DC马达。里奇电机拥有现代旋转电机的原型。1834年，达文波特制造了一台DC马达，并试图用它作为驱动车轮前进的原

2、动机，这开创了马达的应用。1837年，达文波特发明的DC汽车获得了美国专利(第132号)。这是人类历史上第一个汽车专利。1839年，雅各比进行了一次电动船实验。这是人类历史上第一次大规模的电机应用测试，为电机应用打开了大门。DC发电机法拉第在1831年发现了电磁感应定律，并制造了第一台圆盘单极DC发电机。1 832年，皮克斯制造了一台永磁手摇DC发电机，这是世界上第一台DC发电机。1 845年，惠斯通制造了第一台电磁铁激励的DC发电机(以前使用永磁体)。1852年和1856年，英法联合公司成立，并被制成一台由蒸汽机驱动的电磁DC发电机。发电机首次进入工业和商业应用领域。3.DC发电机和DC电动

3、机1838年，冷慈提出了电动机既可以作为发电机又可以作为电动机运行的可逆原理。1860年，贝辛诺特应用电动机的可逆原理制造了第一台既可用作发电机又可用作电动机的DC电动机。1851年，辛斯特登提议用通电线圈代替永磁体作为电机的励磁。1866年，西门子提出了电机剩磁自激DC电机的原理，并制造了自激DC发电机。1 873年，方丹在维也纳世博会上利用DC发电机产生的电能使DC电机运转，解决了困扰DC电机多年的供电问题(在此之前，DC电机使用电池作为电源)，促进了DC电机的应用。第二，DC电机的萌芽和发展时期(1821-1895)，从1821年第一台DC电机样机的诞生到1895年DC发电机在尼亚加拉瀑

4、布亚当斯电站水轮发电机国际招标中的失败，是DC电机的萌芽和发展时期。在此期间，爱迪生和斯万(JW斯万，1828-1914)(图8 1)在1 880年左右独立发明的白炽灯极大地促进了DC的应用，并刺激了DC发电机的发展。从那以后，DC汽车一直在歌唱，并统治着世界。然而，1895年，DC发电机在尼亚加拉大瀑布亚当电站的投标被否决，这很快抑制了DC汽车飙升的势头和DC汽车主宰世界的局面。从1821年到1895年，DC电机的理论越来越完善和成熟。不断完善结构，走向统一；就产品而言，从小到大，从实验室到实际应用。爱迪生，DC电机理论的发展1。在电路理论方面，1845年，德国科学家格赫霍夫提出了著名的基尔

5、霍夫电路定律。2.1838年，冷慈阐述了电机的可逆原理，使发电机和电机的研究走向了同一条道路。3.在1 866年和1 867年初，CFVarley、Wheatstone和W Siemens首次发现了DC电机的自励磁原理，为DC电机的大规模实用化奠定了基础。在DC电机换向理论方面，19世纪末，恩戈尔德和BGI阿明建立了经典的换向理论。总之，经过近半个世纪的不懈努力，到19世纪90年代，DC电机理论已经成熟，DC电机的设计和计算已经从经验设计阶段过渡到理论分析和计算阶段。电磁场中提出的著名亥姆霍兹定律对DC电机的发展做出了巨大贡献。DC电机结构的改进从1821年到1895年是DC电机结构不断改进和

6、逐渐统一的时期。起初，DC汽车的结构是多种多样的，这与今天的DC汽车大不相同。此外，DC电机和DC发电机独立开发，具有不同的结构。在电枢早期，DC电机的电枢大多采用螺线管线圈，输出功率低，电压波形差，电机效率低。后来，各种各样的圆盘电枢出现了(图85和图87)。1866年，西门子公司发明了h型电枢(图88)，1867年，西门子-哈尔斯克公司制造了带有主轴电枢的DC发电机(图89)。环形电枢最早是由巴茨诺特在1860年提出的(图810)，成型线圈在20世纪80年代被放入电枢铁芯的槽(图817)或孔中，至今仍在使用。在DC电机的萌芽时期，永磁铁首次被用作磁极，主要包括直杆形和马蹄形。大约在1845

7、年，人们开始使用电磁铁代替永磁体作为DC电机的励磁。电磁铁磁极铁芯的形状各不相同。图8-2l收集并总结了l2磁极铁芯形状。a为铁壳型，具有较小的磁通损耗，在当时使用较多；b型是向上型，也称为Kapp型，它比较简单，使用较多；c是向下型，必须放在非磁性材料的底板上；d类似于“C”，但只有一个线圈；e是多极DC电机的极芯，在图中是4极，延伸到6、8、10极，至今仍广泛使用；f是曼彻斯特型，也叫威斯敏斯特型，应该在早期多使用；g是简单类型，也称为C型；h是曼彻斯特型，有4个线圈；I为一个线圈的铁壳型；j是曼切斯特环，早期广泛用于小型直流风扇电机：K是早期格拉姆型；l是Lundel1型，一个线圈，用于

8、小型DC电机。早期DC电机换向器的电刷都是铜刷，比较硬，磨损了换向器，摩擦损耗大，电刷振动和火花严重。后来，对弹性铜刷、铜丝刷和铜网刷进行了改进。1888年，比利时发明家CJ冯德德尔波特(后来于1846年至1892年移居美国)发明了使用碳材料制造刷子(碳刷)，这是一种早期产品。在胚胎发育时期，早期的DC发电机由永磁体激励，发电机功率很小。从1850年到1885年，磁力发电机的功率逐渐增加。1856年和1857年，在福尔摩斯的支持下，英法联合商会设计并制造了一台功率略低于15kW的DC发电机。19世纪80年代到90年代的前半段是DC发电机的黄金时代。仅在美国，爱迪生在1887年前就建造了121座

9、DC发电厂。1886年，西门子哈尔斯克公司成功开发了100千瓦垂直DC发电机。图833显示了西门子哈尔斯克公司开发的DC发电机，图834显示了帕森斯公司在1891年制造的100千瓦DC涡轮发电机。图835显示了布拉奇公司在1890年开发的DC发电机。图836显示了1890年瑞士奥狄康公司的DC发电机，图837显示了根据约翰霍普金斯和约翰霍普金斯设计和制造的曼彻斯特DC发电机。19世纪70年代制造的克马达。克马达很快被用于工厂和矿山。谈到早期DC汽车的应用，有必要提到美国科学家斯普拉克，他被称为“电力牵引之父”。斯普拉克在1884年至1886年间完成了许多发明，主要包括两项：第一，他发明了一种带

10、固定电刷的恒速无火花DC电机，解决了当时DC电机在改变负载时速度不稳定的问题；第二，具有电能反馈和回收的DC电机驱动系统的发明，为DC电机在电力机车和电梯中的应用以及制动和减速过程中电能的回收创造了条件，也促进了DC电机在电力牵引、电梯等领域的应用。1887年之前，斯普拉克将他的许多发明应用于世界上第一辆大型无轨电车。在稳步发展时期，20世纪80年代，DC在美国交流/DC战争中被击败，1895年，DC发电机在尼亚加拉瀑布亚当斯电站5000马力水轮发电机的国际竞标中被击败。这两个事件冲击了DC汽车不可战胜的发展势头，结束了DC汽车主宰世界的历史。面对人们对交流认识的变化、交流电机的优势和交流电机

11、的积极发展势头，一方面，直流电机缩小了战场，逐渐退出了没有优势的领域。另一方面，要克服自身的薄弱环节，充分认识和发挥DC电机优越调节性能的优势。1.DC电机换向理论的发展，3。通风和冷却。产品开发。DC电机技术的发展。20世纪20年代采用了石油改性漆、天然树脂和沥青漆，绝缘等级进入甲级.到20世纪20年代末，甲级绝缘已经广泛应用于DC电机。1936年，乙类高聚物绝缘材料开始出现。1949年，DC汽车使用了环氧树脂、聚酰胺和聚氨酯。在20世纪50年代后期，乙类绝缘材料迅速兴起并传播开来。自1960年以来，乙类绝缘材料已广泛用于DC电机。除了绝缘材料外，在此期间，铁芯用电工钢板也取得了很大进展。20世纪初，DC电机的铁芯几乎都使用热轧低碳软钢板或电磁铁。早期热轧硅钢片的硅含量较低