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电动机

电动机是一种把电能转变为机械能的机械。它的基本原理是利用带电导体和磁场间的相互作用而把电能变为机械能。电动机结构主要包括两部分:转子和定子。转子为电动机的旋转部分,由转轴、铁芯及其绕组、滑环及换向器等构成。定了为点动机的静止部分,由磁性材料的铁芯和导线绕组及机座组成。导体绕组的排列方式决定电动机的类型及其特性。

1821年英国科学家法拉第首先证明可以把电力转变为旋转运动。最先制成电动机的人,据说是德国的雅可比。他于1834年前后制成了一种简单的装置:在两个U型电磁铁中间,装一六臂轮,每臂带两根棒型磁铁。通电后,棒型磁铁与U型电磁铁之间产生相互吸引和排斥作用,带动轮轴转动。后来,雅可比做了一个更大型的装置,安在小艇上,用320个丹尼尔电池供电,1838年小艇在易北河上首次航行,时速只有2.2公里。与此同时,美国的达文波特也成功地制出了驱动印刷机的电动机,印刷过美国最早的电学期刊《电磁和机械情报》。但这两种电动机都没有多大商业价值,用电池作电源,成本太大、不实用。

直到第一台实用直流发电机问世,电动机才得到广泛应用。1870年比利时工程师格拉姆发明了直流发电机,在设计上,直流发电机和电动机很相似。后来,格拉姆证明向直流发电机输入电流,其转子会象电动机一样旋转。于是,这种格拉姆型电动机大量制造出来,效率也不断提高。与此同时,德国的西门子接连制出更好的发电机,并着手研究由电动机驱动的车辆,于是西门子公司制成了世界最早的电车。1879年,在柏林工业展览会上,西门子公司的不冒烟的电车赢得观众的一片喝彩。西门子电机车当时只有3马力,后来美国发明大王爱迪生试验的电机车已达12—15马力。但当时的电动机全是直流电机,只限于驱动电车。

1888年南斯拉夫出生的美国发明家特斯拉发明了交流电动机。它是根据电磁感应原理制成,又称感应电动机。这种电动机结构简单,使用交流电,无需整流、无火花,因此被广泛应用于工业和家庭电器中。交流电动机通常用三相交流供电。

1902年瑞典工程师丹尼尔森首先提出同步电动机构想。

同步电动机工作原理同感应电动机一样,由定子产生旋转磁场,但转子绕组用直流供电,转速固定不变,不受负载影响。因此同步电动机特别适用于钟表、电唱机和磁带录音机。

直流电动机是直流激磁,工作特性按其激磁绕组的接线方式不同而有区别。串激电动机起动转矩大,适用于牵引和起重,并激电动机转速随负载大小而变动较小,且可以调节,可用为定速或调速之用,复激电动机兼有以上两种激磁方式电动机的特性。

交流换向器电动机,即转子具有换向器的交流电动机。因它既可用于交流又可用于直流,故称作交直流两用电动机或通用电动机,多用于家用电器。

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