Το 1880, ο Αμερικανός εφευρέτης Έντισον δημιούργησε μια μεγάλη γεννήτρια συνεχούς ρεύματος που ονομάζεται «The Colossus», η οποία εκτέθηκε στην Έκθεση του Παρισιού το 1881.
Έντισον ο πατέρας του συνεχούς ρεύματος
Παράλληλα, σε εξέλιξη βρίσκεται και η ανάπτυξη του ηλεκτροκινητήρα.Η γεννήτρια και ο κινητήρας είναι δύο διαφορετικές λειτουργίες της ίδιας μηχανής.Η χρήση του ως συσκευή εξόδου ρεύματος είναι μια γεννήτρια και η χρήση του ως συσκευή παροχής ρεύματος είναι ένας κινητήρας.
Αυτή η αναστρέψιμη αρχή της ηλεκτρικής μηχανής αποδείχθηκε τυχαία το 1873. Σε μια βιομηχανική έκθεση στη Βιέννη φέτος, ένας εργάτης έκανε ένα λάθος και συνέδεσε ένα καλώδιο σε μια λειτουργική γεννήτρια Gram.Διαπιστώθηκε ότι ο ρότορας της γεννήτριας άλλαξε κατεύθυνση και αμέσως πήγε στην αντίθετη κατεύθυνση.Η κατεύθυνση γυρίζει και γίνεται κινητήρας.Από τότε, οι άνθρωποι έχουν συνειδητοποιήσει ότι ο κινητήρας συνεχούς ρεύματος μπορεί να χρησιμοποιηθεί τόσο ως γεννήτρια όσο και ως αναστρέψιμο φαινόμενο του κινητήρα.Αυτή η απροσδόκητη ανακάλυψη είχε βαθύ αντίκτυπο στον σχεδιασμό και την κατασκευή του κινητήρα.
Με την ανάπτυξη της τεχνολογίας παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας και παροχής ρεύματος, ο σχεδιασμός και η κατασκευή κινητήρων γίνονται επίσης όλο και πιο τέλειοι.Μέχρι τη δεκαετία του 1890, οι κινητήρες συνεχούς ρεύματος είχαν όλα τα κύρια δομικά χαρακτηριστικά των σύγχρονων κινητήρων συνεχούς ρεύματος.Αν και ο κινητήρας συνεχούς ρεύματος έχει χρησιμοποιηθεί ευρέως και έχει αποφέρει σημαντικά οικονομικά οφέλη στην εφαρμογή, οι δικές του αδυναμίες περιορίζουν την περαιτέρω ανάπτυξή του.Δηλαδή, δεν μπορεί να λύσει τη μετάδοση ισχύος σε μεγάλες αποστάσεις, ούτε μπορεί να λύσει το πρόβλημα της μετατροπής τάσης, επομένως οι κινητήρες AC έχουν αναπτυχθεί γρήγορα.
Κατά τη διάρκεια αυτής της περιόδου, οι διφασικοί κινητήρες και οι τριφασικοί κινητήρες βγήκαν ο ένας μετά τον άλλο.Το 1885, ο Ιταλός φυσικός Galileo Ferraris πρότεινε την αρχή του περιστρεφόμενου μαγνητικού πεδίου και ανέπτυξε ένα μοντέλο ασύγχρονου κινητήρα δύο φάσεων.Το 1886, ο Νίκολα Τέσλα, ο οποίος μετακόμισε στις Ηνωμένες Πολιτείες, ανέπτυξε επίσης ανεξάρτητα έναν ασύγχρονο κινητήρα δύο φάσεων.Το 1888, ο Ρώσος ηλεκτρολόγος μηχανικός Dolivo Dobrovolsky κατασκεύασε έναν τριφασικό ασύγχρονο κινητήρα μονού σκίουρου AC.Η έρευνα και η ανάπτυξη κινητήρων εναλλασσόμενου ρεύματος, ειδικά η επιτυχημένη ανάπτυξη τριφασικών κινητήρων AC, δημιούργησε συνθήκες για μετάδοση ισχύος σε μεγάλες αποστάσεις και ταυτόχρονα βελτίωσε την ηλεκτρική τεχνολογία σε ένα νέο στάδιο.
Ο Τέσλα, ο πατέρας του εναλλασσόμενου ρεύματος
Γύρω στο 1880, οι Βρετανοί Ferranti βελτίωσαν τον εναλλάκτη και πρότειναν την ιδέα της μετάδοσης AC υψηλής τάσης.Το 1882, ο Γκόρντον στην Αγγλία παρήγαγε έναν μεγάλο εναλλάκτη δύο φάσεων.Το 1882, ο Γάλλος Gorand και ο Άγγλος John Gibbs απέκτησαν το δίπλωμα ευρεσιτεχνίας "Lighting and Power Distribution Method" και ανέπτυξαν με επιτυχία τον πρώτο μετασχηματιστή με πρακτική αξία.πιο κρίσιμο εξοπλισμό.Αργότερα, η Westinghouse βελτίωσε την κατασκευή του μετασχηματιστή Gibbs, καθιστώντας τον μετασχηματιστή με σύγχρονες επιδόσεις.Το 1891, ο Blow κατασκεύασε έναν μετασχηματιστή υψηλής τάσης βυθισμένου σε λάδι στην Ελβετία και αργότερα ανέπτυξε έναν τεράστιο μετασχηματιστή υψηλής τάσης.Η μετάδοση εναλλασσόμενου ρεύματος υψηλής τάσης σε μεγάλες αποστάσεις έχει σημειώσει μεγάλη πρόοδο λόγω της συνεχούς βελτίωσης των μετασχηματιστών.
Μετά από περισσότερα από 100 χρόνια ανάπτυξης, η θεωρία του ίδιου του κινητήρα είναι αρκετά ώριμη.Ωστόσο, με την ανάπτυξη της ηλεκτρολογικής μηχανικής, της επιστήμης των υπολογιστών και της τεχνολογίας ελέγχου, η ανάπτυξη του κινητήρα έχει εισέλθει σε ένα νέο στάδιο.Μεταξύ αυτών, η ανάπτυξη κινητήρα ρύθμισης ταχύτητας εναλλασσόμενου ρεύματος είναι η πιο εντυπωσιακή, αλλά δεν έχει διαδοθεί και εφαρμοστεί εδώ και πολύ καιρό, επειδή υλοποιείται από εξαρτήματα κυκλώματος και περιστροφικές μονάδες μετατροπέα και η απόδοση ελέγχου δεν είναι τόσο καλή όσο αυτή της ρύθμισης ταχύτητας DC.
Μετά τη δεκαετία του 1970, μετά την εισαγωγή του ηλεκτρονικού μετατροπέα ισχύος, τα προβλήματα μείωσης του εξοπλισμού, μείωσης μεγέθους, μείωσης του κόστους, βελτίωσης της απόδοσης και εξάλειψης του θορύβου επιλύθηκαν σταδιακά και η ρύθμιση της ταχύτητας AC πέτυχε ένα άλμα προς τα εμπρός.Μετά την εφεύρεση του διανυσματικού ελέγχου, η στατική και δυναμική απόδοση του συστήματος ελέγχου ταχύτητας AC βελτιώθηκε.Μετά την υιοθέτηση του ελέγχου μικροϋπολογιστών, ο αλγόριθμος ελέγχου διανυσμάτων υλοποιείται από λογισμικό για την τυποποίηση του κυκλώματος υλικού, μειώνοντας έτσι το κόστος και βελτιώνοντας την αξιοπιστία, και είναι επίσης δυνατή η περαιτέρω υλοποίηση πιο σύνθετης τεχνολογίας ελέγχου.Η ταχεία πρόοδος των ηλεκτρονικών ισχύος και της τεχνολογίας ελέγχου μικροϋπολογιστών είναι η κινητήρια δύναμη για τη συνεχή ενημέρωση του συστήματος ελέγχου ταχύτητας AC.
Τα τελευταία χρόνια, με την ταχεία ανάπτυξη των υλικών μόνιμου μαγνήτη σπάνιων γαιών και την ανάπτυξη της τεχνολογίας ηλεκτρονικών ισχύος, οι κινητήρες μόνιμου μαγνήτη έχουν σημειώσει μεγάλη πρόοδο.Οι κινητήρες και οι γεννήτριες που χρησιμοποιούν υλικά μόνιμου μαγνήτη NdFeB έχουν χρησιμοποιηθεί ευρέως, από την πρόωση πλοίων έως τις αντλίες αίματος τεχνητής καρδιάς.Οι υπεραγώγιμοι κινητήρες χρησιμοποιούνται ήδη για την παραγωγή ενέργειας και την πρόωση τρένων και πλοίων Maglev υψηλής ταχύτητας.
Με την πρόοδο της επιστήμης και της τεχνολογίας, τη βελτίωση της απόδοσης των πρώτων υλών και τη βελτίωση της διαδικασίας κατασκευής, οι κινητήρες παράγονται με δεκάδες χιλιάδες ποικιλίες και προδιαγραφές, επίπεδα ισχύος διαφορετικών μεγεθών (από μερικά εκατομμυριοστά του watt σε περισσότερο από 1000MW) και πολύ μεγάλη ταχύτητα.Εύρος (από πολλές ημέρες έως εκατοντάδες χιλιάδες στροφές ανά λεπτό), πολύ ευέλικτη περιβαλλοντική προσαρμοστικότητα (όπως επίπεδο έδαφος, οροπέδιο, αέρας, υποβρύχια, λάδι, ψυχρή ζώνη, εύκρατη ζώνη, υγροί τροπικοί, ξηροί τροπικοί, εσωτερικούς, εξωτερικούς χώρους, οχήματα , πλοία, διάφορα μέσα, κ.λπ.), για την κάλυψη των αναγκών διαφόρων τομέων της εθνικής οικονομίας και της ανθρώπινης ζωής.
Ώρα δημοσίευσης: Φεβ-04-2023
