|
Arabic
Bengali
Chinese
English
French
German
Hebrew
Hindi
Italian
Japanese
Korean
Malay
Polish
Portuguese
Spanish
Turkish
Ukrainian
Vietnamese|
SEJARAH TEKNOLOGI, TEKNOLOGI, OBJEK DI SEKITAR KITA
Motor elektrik. Sejarah ciptaan dan pengeluaran
Buku Panduan / Sejarah teknologi, teknologi, objek di sekeliling kita Motor elektrik ialah mesin elektrik (penukar elektromekanikal) di mana tenaga elektrik ditukar kepada tenaga mekanikal, kesan sampingannya ialah pembebasan haba.
Pencapaian teknikal terbesar pada akhir abad ke-XNUMX ialah ciptaan motor elektrik perindustrian. Motor padat, jimat dan mudah ini tidak lama lagi menjadi salah satu elemen pengeluaran yang paling penting, menyesarkan jenis motor lain dari mana-mana sahaja arus elektrik boleh dihantar. Kelemahan besar enjin stim lama sentiasa kecekapan rendah, serta kesukaran memindahkan dan "menghancurkan" tenaga yang diterima daripadanya. Biasanya satu mesin besar menghidangkan beberapa dozen mesin. Pergerakan daripadanya dibawa ke setiap tempat kerja secara mekanikal menggunakan takal dan tali pinggang yang tidak berkesudahan. Dalam kes ini, kehilangan besar tenaga yang tidak wajar berlaku. Pemacu elektrik tidak mempunyai kelemahan ini: ia mempunyai kecekapan yang tinggi, kerana gerakan putaran boleh diperoleh secara langsung dari acinya (sedangkan dalam enjin stim ia ditukar daripada salingan), dan lebih mudah untuk "menghancurkan" tenaga elektrik. Kerugian pada masa yang sama ternyata minimum, dan produktiviti buruh meningkat. Di samping itu, dengan pengenalan motor elektrik, buat pertama kalinya, ia menjadi mungkin bukan sahaja untuk membekalkan mana-mana mesin dengan enjinnya sendiri, tetapi juga untuk meletakkan pemacu berasingan pada setiap nodnya. Motor elektrik muncul pada suku kedua abad ke-XNUMX, tetapi beberapa dekad berlalu sebelum keadaan yang menggalakkan dicipta untuk pengenalan meluas mereka ke dalam pengeluaran. Salah satu motor elektrik sempurna pertama yang dikuasakan oleh bateri DC telah dicipta pada tahun 1834 oleh jurutera elektrik Rusia Jacobi. Enjin ini mempunyai dua kumpulan elektromagnet berbentuk U, yang mana satu kumpulan (empat elektromagnet berbentuk U) terletak pada bingkai tetap. Potongan tiang mereka disusun secara tidak simetri - memanjang dalam satu arah. Aci motor terdiri daripada dua cakera loyang selari yang disambungkan oleh empat elektromagnet yang diletakkan pada jarak yang sama antara satu sama lain.
Apabila aci berputar, elektromagnet boleh alih melepasi kutub yang tetap. Dalam yang terakhir, kekutuban pergi secara bergilir-gilir: sama ada positif atau negatif. Kepada elektromagnet cakera berputar konduktor berlepas yang dipasang pada aci mesin. Sebuah komutator telah dipasang pada aci motor, yang mengubah arah arus dalam elektromagnet yang bergerak semasa setiap suku revolusi aci. Penggulungan semua elektromagnet bingkai tetap disambungkan secara bersiri dan mengalir di sekeliling arus bateri dalam satu arah. Penggulungan elektromagnet cakera berputar juga disambungkan secara bersiri, tetapi arah arus di dalamnya berubah lapan kali setiap putaran aci. Akibatnya, kekutuban elektromagnet ini juga berubah lapan kali dalam satu pusingan aci, dan elektromagnet ini ditarik secara bergilir-gilir dan ditolak oleh elektromagnet bingkai tetap.
Mari kita andaikan bahawa elektromagnet boleh alih menduduki kedudukan di mana bertentangan dengan setiap kutub magnet tetap berdiri kutub yang sama dengan kutub alih; pada masa yang sama, setiap elektromagnet pegun akan menolak magnet bertentangan dram dan menarik magnet yang berdekatan dengan kutub bertentangan. Jika kutub magnet tetap tidak simetri, peranti sedemikian tidak boleh berfungsi, kerana tindakan pelbagai magnet akan mengimbangi satu sama lain. Tetapi disebabkan oleh penonjolan kepingan tiang magnet tetap, setiap daripada mereka menarik putaran terdekat mengikut arah jam lebih lemah daripada yang lain, kerana ini, yang pertama mendekatinya, dan yang terakhir bergerak menjauh. Selepas satu perempat pusingan (dalam enjin Jacobi - selepas satu perlapan), kutub bertentangan akan bertentangan antara satu sama lain, tetapi pada masa ini komutator mengubah arah arus dalam magnet yang bergerak, dan satu lagi akan mempunyai kutub yang sama bertentangan dengan yang lain, seperti pada permulaan pergerakan. Akibatnya, magnet yang bergerak sekali lagi menerima tolakan ke arah yang sama, dan seterusnya tanpa penghujung, selagi arus tetap tertutup. Komutator adalah bahagian enjin yang sangat penting dan difikirkan dengan mendalam. Ia terdiri daripada empat cincin logam yang dipasang pada aci dan diasingkan daripadanya; setiap cincin mempunyai empat takuk yang sepadan dengan 1/8 lilitan. Potongan itu diisi dengan pelapik kayu penebat; setiap cincin telah diimbangi 45 darjah daripada yang sebelumnya. Tuil, yang merupakan sejenis berus, meluncur di sepanjang lilitan cincin; hujung tuil yang satu lagi direndam dalam bekas yang sesuai dengan merkuri, yang mana konduktor dari bateri disambungkan (sebatian merkuri adalah peranti sentuhan yang paling biasa pada masa itu). Cakera yang dipasang pada aci motor diputar bersamanya. Tuas logam meluncur di sepanjang rim cakera, yang, jatuh pada bahagian bukan konduktif cakera, mengganggu litar elektrik, dan apabila bersentuhan dengan logam, menutupnya. Susunan cakera adalah sedemikian rupa sehingga pada masa apabila kutub bertentangan bertemu, tuas sentuhan melepasi muka kayu-logam dan dengan itu menukar arah dalam penggulungan elektromagnet. Oleh itu, dengan setiap pusingan gelang, litar elektrik terputus empat kali. Seperti yang telah dinyatakan, enjin Jacobi pada zamannya adalah peranti elektrik yang paling canggih. Pada tahun yang sama, 1834, laporan terperinci mengenai prinsip kerjanya telah dibentangkan kepada Akademi Sains Paris. Pada tahun 1838, Jacobi memperbaiki motor elektriknya dan, setelah memasangnya pada bot dayung, dengan sepuluh satelit membuat pelayaran kecil di sepanjang Neva pada kelajuan 4 km / j. Bateri sel galvanik yang berkuasa berfungsi sebagai sumber semasa. Walau bagaimanapun, adalah jelas bahawa semua eksperimen ini adalah bersifat demonstratif semata-mata - sehingga penjana elektrik yang sempurna dicipta dan dimasukkan ke dalam pengeluaran, motor elektrik tidak dapat digunakan secara meluas, kerana ia terlalu mahal dan tidak menguntungkan untuk menjanakannya daripada bateri. Di samping itu, atas pelbagai sebab, yang akan kita bincangkan dalam bab berikut, motor DC hanya menerima penggunaan terhad. Peranan yang lebih penting dalam pengeluaran dimainkan oleh motor elektrik yang beroperasi pada arus ulang-alik, yang kini kita beralih. Kekuatan dan arah arus ulang-alik, seperti yang kita ingat, tidak tetap. Kekuatannya mula-mula meningkat dari sifar kepada beberapa nilai maksimum dan sekali lagi berkurangan kepada sifar, kemudian arus menukar arahnya, meningkat kepada beberapa maksimum negatif dan sekali lagi menurun kepada sifar. (Masa yang diambil untuk arus berubah daripada satu maksimum positif kepada yang lain dipanggil tempoh ayunan semasa.) Proses ini diulang pada frekuensi tinggi. (Sebagai contoh, dalam rangkaian lampu, arus mengalir lima puluh kali dalam satu arah dan lima puluh kali dalam arah bertentangan dalam 1 saat.) Bagaimanakah tingkah laku arus ini akan menjejaskan pengendalian motor elektrik? Pertama sekali, perlu diperhatikan bahawa arah putaran motor elektrik tidak bergantung pada arah arus, kerana apabila arus berubah, kekutuban akan berubah bukan sahaja dalam angker, tetapi pada masa yang sama dalam belitan, yang itulah sebabnya tarikan dan penolakan terus bertindak ke arah yang sama seperti sebelumnya. Nampaknya mengikuti dari ini bahawa ia sama sekali tidak membuat perbezaan kepada enjin jenis arus terus atau ulang-alik - ia dikuasakan. Walau bagaimanapun, ia tidak. Dengan pembalikan magnetisasi yang kerap bagi elektromagnet (beberapa puluh kali sesaat), arus pusar timbul di dalamnya, yang memperlahankan putaran angker dan memanaskannya dengan banyak. Kuasa motor elektrik berkurangan secara mendadak, dan akhirnya ia gagal. Untuk arus ulang alik, reka bentuk motor khas diperlukan. Pencipta tidak segera dapat menemuinya. Pertama sekali, model motor AC segerak yang dipanggil telah dibangunkan. Salah satu enjin yang pertama dibina pada tahun 1841 oleh Charles Wheatstone. Katakan bahagian tetap enjin (pemegun) dibuat dalam bentuk elektromagnet berbentuk mahkota lapan kutub, kutub ganti yang ditetapkan oleh kekutubannya dengan huruf N dan S. Angker (atau rotor) berputar di antara mereka dalam bentuk roda berbentuk bintang, lapan jejari daripadanya adalah magnet kekal. Kutub tetap mereka akan dilambangkan dengan huruf n dan s. Andaikan bahawa arus ulang alik dialirkan melalui elektromagnet. Kemudian hujung teras elektromagnet akan menukar kekutubannya secara bergilir-gilir. Bayangkan pada satu ketika bertentangan dengan setiap kutub elektromagnet stator terdapat kutub pemutar dengan nama yang sama. Marilah kita tolak roda dan beritahu kelajuan di mana setiap jejari n akan meliputi jarak antara dua teras bersebelahan N dan S dalam selang masa yang sama dengan teras ini mengekalkan kekutubannya tidak berubah, iaitu, dalam tempoh masa bersamaan dengan separuh tempoh arus ulang alik yang menyalurkan elektromagnet. Dalam keadaan sedemikian, semasa keseluruhan pergerakan jejari dari teras N ke teras S, semua teras akan dimagnetkan semula, itulah sebabnya, dengan pergerakan selanjutnya, jejari akan mengalami tolakan semula dari teras yang tertinggal, dan tarikan. dari inti yang didekatinya.
Motor segerak yang beroperasi pada prinsip ini terdiri daripada magnet berbilang kutub berbentuk cincin, kekutuban yang berubah di bawah pengaruh arus ulang alik, dan elektromagnet kekal berbentuk bintang, yang dipasang pada aci dan diputar mengikut cara yang diterangkan. di atas. Untuk merangsang elektromagnet kekal ini, arus terus diperlukan, yang ditukar dengan cara komutator daripada pembolehubah yang berfungsi. Komutator mempunyai tujuan lain: ia digunakan untuk menghidupkan enjin, kerana untuk mengekalkan putaran pemutar motor segerak, ia perlu melaporkan kelajuan awal tertentu. Apabila dihidupkan, arus terus mula-mula dimulakan melalui litar, yang menyebabkan motor mula berfungsi sebagai motor DC dan bergerak. Sehingga enjin mencapai kelajuan yang diperlukan, komutator berbalik arah dalam elektromagnet yang bergerak. Apabila kelajuan yang sepadan dengan larian segerak dicapai, kutub magnet yang bergerak tidak berubah, dan motor mula berfungsi sebagai motor AC segerak.
Sistem yang diterangkan mempunyai kelemahan utama, sebagai tambahan kepada fakta bahawa motor segerak memerlukan motor pecutan tambahan untuk pelancarannya, ia juga mempunyai kecacatan lain - apabila beban berlebihan, penyegerakan lejangnya terganggu, magnet mula memperlahankan putaran daripada aci, dan motor berhenti. Oleh itu, motor segerak tidak digunakan secara meluas. Revolusi sebenar dalam kejuruteraan elektrik berlaku hanya selepas penciptaan motor tak segerak (atau aruhan). Tindakan motor aruhan akan jelas daripada demonstrasi berikut, yang telah dijalankan pada tahun 1824 oleh ahli fizik Perancis terkenal Argo.
Biarkan magnet ladam kuda NS dipacu dengan tangan ke dalam putaran pantas mengenai paksi menegak. Di atas tiang terdapat plat kaca yang menyokong titik, di mana bulatan tembaga dipasang. Apabila magnet berputar, arus aruhan yang teraruh dalam bulatan dan medan magnet yang terbentuk olehnya akan berinteraksi dengan magnet bawah, dan bulatan akan mula berputar ke arah yang sama dengan magnet bawah. Fenomena ini digunakan dalam motor tak segerak. Hanya bukannya magnet kekal berputar, ia menggunakan beberapa elektromagnet pegun yang menghidupkan, mematikan dan menukar kekutubannya dalam urutan tertentu. Mari kita jelaskan apa yang telah dikatakan dengan contoh berikut.
Katakan bahawa I, II, III dan IV ialah empat kutub dua elektromagnet, di antaranya anak panah logam diletakkan. Di bawah tindakan medan magnet, ia dimagnetkan dan menjadi sepanjang garis medan magnet elektromagnet, yang, seperti yang anda ketahui, meninggalkan kutub utara mereka dan memasuki selatan. Keempat-empat tiang terletak dalam bulatan pada jarak yang sama antara satu sama lain. Pertama, arus digunakan untuk II dan III. Anak panah kekal tidak bergerak di sepanjang paksi tengah garis medan magnet. Kemudian arus dibekalkan kepada elektromagnet kedua. Dalam kes ini, tiang dengan nama yang sama akan berada berdekatan. Sekarang panduan purata garis daya magnet akan melepasi dari tengah jarak antara I dan II ke tengah antara III dan IV, dan anak panah akan bertukar 45 darjah. Kami mematikan elektromagnet pertama dan hanya membiarkan kutub II dan IV aktif. Garis daya akan diarahkan dari III ke IV, akibatnya anak panah akan bertukar 45 darjah lagi. Kami menghidupkan elektromagnet pertama sekali lagi, tetapi pada masa yang sama kami menukar pergerakan arus, supaya polariti magnet pertama akan berubah - anak panah akan bertukar 45 darjah lagi. Selepas mematikan elektromagnet kedua, anak panah akan bergerak lagi 45 darjah, iaitu, ia akan membuat separuh pusingan. Sangat mudah untuk melihat cara untuk membuatnya melengkapkan separuh kedua bulatan. Peranti yang diterangkan oleh kami pada dasarnya sepadan dengan enjin Bailey, yang dicipta pada tahun 1879. Bailey membuat dua elektromagnet dengan empat tiang bersilang, yang boleh dimagnetkannya dengan suis. Di atas tiang, dia memasang bulatan tembaga yang digantung pada satu titik. Dengan menukar kekutuban magnet, menghidupkan dan mematikannya, dia membuat bulatan berputar dengan cara yang sama seperti yang berlaku dalam eksperimen Argo. Idea motor sedemikian sangat menarik, kerana, tidak seperti motor DC atau motor elektrik segerak, tidak perlu membekalkan arus ke pemutar. Walau bagaimanapun, dalam bentuk di mana Bailey menciptanya, motor aruhan belum boleh digunakan: pensuisan elektromagnet di dalamnya berlaku di bawah tindakan pengumpul kompleks, dan, sebagai tambahan, ia mempunyai kecekapan yang sangat rendah. Tetapi sebelum jenis motor elektrik ini mendapat hak untuk hidup, hanya satu langkah yang tinggal, dan ia dibuat selepas kemunculan teknik arus polifasa. Sebenarnya, arus berbilang fasa telah digunakan, terutamanya disebabkan oleh motor elektrik.
Untuk memahami apa itu, sebagai contoh, arus dua fasa, bayangkan dua konduktor bebas antara satu sama lain, di mana dua arus ulang-alik yang sama sepenuhnya mengalir. Satu-satunya perbezaan di antara mereka ialah mereka tidak mencapai maksimum mereka pada masa yang sama. Mereka mengatakan tentang arus sedemikian bahawa ia adalah fasa-anjakan relatif antara satu sama lain, dan jika arus ini dibekalkan kepada satu perkakas elektrik, mereka mengatakan bahawa ia dikuasakan oleh arus dua fasa. Sehubungan itu, mungkin terdapat arus tiga fasa (jika peranti dikuasakan oleh tiga arus yang sama yang dialihkan relatif kepada satu sama lain dalam fasa), arus empat fasa, dsb. Untuk masa yang lama, hanya arus ulang alik konvensional digunakan dalam teknologi (yang, dengan analogi dengan arus berbilang fasa, mula dipanggil fasa tunggal). Tetapi kemudian ternyata dalam beberapa kes arus berbilang fasa jauh lebih mudah daripada fasa tunggal.
Pada tahun 1888, ahli fizik Itali Ferraris dan pencipta Yugoslavia Tesla (yang bekerja di Amerika Syarikat) menemui fenomena medan elektromagnet berputar. Intipatinya adalah seperti berikut. Ambil dua gegelung, yang terdiri daripada bilangan lilitan dawai bertebat yang sama, dan letakkannya secara berserenjang supaya satu gegelung memasuki yang lain. Sekarang bayangkan bahawa arus i1 mengalir di sekitar gegelung 1 dan arus i2 mengalir di sekitar gegelung 2, dengan i1 mendahului i2 dalam fasa sebanyak suku tempoh. Ini, seperti yang telah kami katakan, bermakna i1 semasa mencapai maksimum positif pada masa ini apabila i2 semasa adalah sifar. Jika kita secara mental memotong gegelung separuh dengan satah mendatar dan melihatnya dari atas, kita akan melihat bahagian empat sisi kedua-dua gegelung. Mari kita letakkan jarum magnet di antara mereka dan perhatikan pergerakannya. Gegelung yang melaluinya arus ulang alik dikenali sebagai elektromagnet. Medan magnet mereka akan berinteraksi dengan jarum, memutarkannya. Pertimbangkan sekarang kedudukan jarum magnet, yang paksinya bertepatan dengan paksi menegak gegelung pada masa yang berbeza. Pada saat awal masa (t=0), arus dalam gegelung pertama adalah sifar, dan pada detik ia melalui maksimum negatif (arah arus akan dilambangkan seperti yang dilakukan dalam kejuruteraan elektrik - dengan titik dan salib; salib bermaksud arus diarahkan dari pemerhati di luar lukisan satah, dan titik menunjukkan bahawa arus diarahkan ke pemerhati). Pada masa t1, arus i1 dan i2 adalah sama antara satu sama lain, tetapi satu mempunyai arah positif dan satu lagi mempunyai arah negatif. Pada masa ini t2, nilai i2 semasa turun kepada sifar, dan i1 semasa mencapai maksimumnya. Anak panah kemudian akan berpusing 1/8 pusingan lagi. Mengesan perkembangan proses dengan cara ini, kita akan melihat bahawa pada akhir tempoh perubahan salah satu arus, jarum magnet akan menyelesaikan revolusi lengkap di sekitar paksi. Kemudian proses itu diulang. Oleh itu, dengan dua gegelung yang disuap dengan dua arus di luar fasa berkenaan antara satu sama lain dengan suku tempoh, anda boleh mendapatkan kesan yang sama untuk membalikkan kutub magnet yang dicapai oleh Bailey dalam motornya, tetapi di sini ia lebih mudah, tanpa mana-mana komutator dan tanpa menggunakan sesentuh gelongsor, kerana arus itu sendiri mengawal pembalikan magnetisasi. Kesan yang diterangkan telah menerima dalam kejuruteraan elektrik nama medan magnet berputar seragam. Berdasarkan itu, Tesla mereka bentuk motor tak segerak dua fasa pertama dalam sejarah. Secara umum, beliau adalah orang pertama yang mula bereksperimen dengan arus polifasa dan berjaya menyelesaikan masalah menghasilkan arus tersebut. Memandangkan bukan mudah untuk mendapatkan arus dua fasa daripada satu fasa, Tesla membina penjana khas yang segera menghasilkan dua arus dengan perbezaan fasa 90 darjah (iaitu, suku tempoh di belakang). Dalam penjana ini, dua gegelung yang saling berserenjang berputar di antara kutub magnet. Pada masa lilitan satu gegelung berada di bawah kutub dan arus teraruh di dalamnya adalah maksimum, lilitan gegelung lain berada di antara kutub (pada garis neutral) dan daya gerak elektrik di dalamnya adalah sama dengan sifar. Akibatnya, kedua-dua arus yang dijana dalam gegelung ini juga berada di luar fasa berkenaan antara satu sama lain sebanyak suku tempoh.
Arus tiga fasa boleh diperoleh dengan cara yang sama (menggunakan tiga gegelung pada 60 darjah antara satu sama lain), tetapi Tesla menganggap sistem dua fasa sebagai yang paling menjimatkan. Sesungguhnya, sistem arus berbilang fasa memerlukan sejumlah besar wayar. Jika motor yang beroperasi pada arus ulang alik konvensional (fasa tunggal) hanya memerlukan dua wayar bekalan, kemudian beroperasi pada dua fasa satu - sudah empat, pada tiga fasa satu - enam, dsb. Hujung setiap gegelung dibawa ke gelang yang terletak pada aci penjana. Rotor motor juga mempunyai belitan dalam bentuk dua gegelung yang ditutup antara satu sama lain pada sudut tepat antara satu sama lain (iaitu, tidak mempunyai sambungan dengan litar elektrik luaran) gegelung. Ciptaan Tesla menandakan permulaan era baru dalam kejuruteraan elektrik dan membangkitkan minat paling meriah di seluruh dunia. Sudah pada bulan Jun 1888, Syarikat Elektrik Westinghouse membeli semua paten untuk sistem dua fasa daripadanya dengan harga satu juta dolar dan menawarkan untuk mengatur pengeluaran motor tak segerak di kilang mereka. Enjin ini mula dijual pada tahun berikutnya. Mereka jauh lebih baik dan lebih dipercayai daripada semua model yang wujud sebelum ini, tetapi mereka tidak digunakan secara meluas, kerana ia ternyata direka dengan sangat tidak berjaya. Penggulungan stator di dalamnya dibuat dalam bentuk gegelung yang dipasang pada tiang yang menonjol. Reka bentuk rotor dalam bentuk dram dengan dua gegelung tertutup yang saling berserenjang juga tidak berjaya. Semua ini mengurangkan kualiti enjin dengan ketara pada masa permulaan dan dalam mod operasi. Tidak lama kemudian, motor aruhan Tesla telah direka semula dengan ketara dan diperbaiki oleh jurutera elektrik Rusia Dolivo-Dobrovolsky. Diusir pada tahun 1881 atas sebab politik dari Institut Politeknik Riga, Dolivo-Dobrovolsky bertolak ke Jerman. Di sini dia lulus dari Sekolah Teknikal Tinggi Darmstadt dan pada tahun 1887 mula bekerja di syarikat kejuruteraan elektrik Jerman yang besar AEG. Inovasi penting pertama yang diperkenalkan oleh Dolivo-Dobrovolsky dalam motor tak segerak ialah penciptaan pemutar dengan penggulungan "sangkar tupai". Dalam semua model awal motor aruhan, pemutar sangat tidak berjaya, dan oleh itu kecekapan motor ini lebih rendah daripada jenis motor elektrik lain. (Ferraris, yang disebutkan di atas, mencipta motor dua fasa tak segerak dengan kecekapan kira-kira 50% dan menganggap ini sebagai had.) Bahan dari mana pemutar dibuat memainkan peranan yang sangat penting di sini, kerana ia harus memenuhi dua keadaan sekali gus: mempunyai rintangan elektrik yang rendah (agar arus teraruh boleh mengalir dengan bebas melalui permukaannya) dan mempunyai kebolehtelapan magnet yang baik (supaya tenaga medan magnet tidak terbuang).
Dari sudut pandangan mengurangkan rintangan elektrik, penyelesaian reka bentuk terbaik boleh menjadi pemutar dalam bentuk silinder kuprum. Tetapi kuprum adalah konduktor yang lemah untuk fluks magnet stator dan kecekapan motor sedemikian adalah sangat rendah. Sekiranya silinder kuprum digantikan dengan keluli, maka fluks magnet meningkat dengan mendadak, tetapi, kerana kekonduksian elektrik keluli adalah kurang daripada tembaga, kecekapannya kembali rendah. Dolivo-Dobrovolsky menemui jalan keluar dari percanggahan ini: dia membuat rotor dalam bentuk silinder keluli (yang mengurangkan rintangan magnetnya), dan mula memasukkan rod tembaga ke dalam saluran yang digerudi di sepanjang pinggiran yang terakhir (yang mengurangkan rintangan elektrik). Pada bahagian hadapan rotor, rod ini disambungkan secara elektrik antara satu sama lain (ditutup pada diri mereka sendiri). Penyelesaian Dolivo-Dobrovolsky ternyata yang terbaik. Selepas dia menerima paten untuk rotornya pada tahun 1889, perantinya tidak berubah secara asasnya sehingga kini. Berikutan itu, Dolivo-Dobrovolsky mula memikirkan reka bentuk stator bahagian tetap enjin. Reka bentuk Tesla kelihatan tidak rasional kepadanya. Memandangkan kecekapan motor elektrik secara langsung bergantung pada sejauh mana sepenuhnya medan magnet stator digunakan oleh pemutar, maka, oleh itu, lebih banyak garis magnet pemegun ditutup ke udara (iaitu, ia tidak melalui permukaan pemutar) , semakin besar kehilangan tenaga elektrik dan semakin kurang kecekapan. Untuk mengelakkan ini daripada berlaku, jurang antara pemutar dan stator hendaklah sekecil mungkin. Enjin Tesla dari sudut pandangan ini jauh dari sempurna - kutub gegelung yang terkeluar pada stator mencipta terlalu banyak kelegaan antara stator dan rotor. Di samping itu, dalam motor dua fasa, pergerakan seragam rotor tidak diperolehi. Prosiding dari ini, Dolivo-Dobrovolsky melihat dua tugas di hadapannya: untuk meningkatkan kecekapan enjin dan untuk mencapai keseragaman operasi yang lebih besar. Tugas pertama adalah mudah - sudah cukup untuk mengeluarkan kutub elektromagnet yang menonjol dan mengagihkan belitannya secara merata di sekeliling seluruh lilitan stator supaya kecekapan enjin segera meningkat. Tetapi bagaimana untuk menyelesaikan masalah kedua? Ketaksamaan putaran boleh dikurangkan dengan ketara hanya dengan menambah bilangan fasa daripada dua kepada tiga. Tetapi adakah jalan ini rasional? Mendapatkan arus tiga fasa, seperti yang telah disebutkan, tidaklah sukar. Ia juga tidak sukar untuk membina motor tiga fasa - untuk ini sudah cukup untuk meletakkan tiga gegelung pada pemegun dan bukannya dua dan menyambungkan masing-masing dengan dua wayar ke gegelung penjana yang sepadan. Motor ini sepatutnya lebih baik daripada motor dua fasa Tesla dalam semua aspek, kecuali untuk seketika - ia memerlukan enam wayar untuk bekalan kuasanya, bukannya empat. Oleh itu, sistem menjadi tidak semestinya besar dan mahal. Tetapi mungkin ada kemungkinan untuk menyambungkan enjin ke penjana dengan cara lain? Dolivo-Dobrovolsky menghabiskan malam tanpa tidur di atas gambar rajah litar berbilang fasa. Pada helaian kertas, dia melakar lebih banyak pilihan baru. Dan, akhirnya, penyelesaian, sama sekali tidak dijangka dan bijak dalam kesederhanaannya, ditemui.
Sesungguhnya, jika anda membuat cawangan dari tiga titik angker cincin penjana dan menyambungkannya ke tiga gelang di mana berus meluncur, maka apabila angker berputar di antara tiang, arus yang sama akan teraruh pada setiap berus, tetapi dengan peralihan masa, yang diperlukan supaya gegelung bergerak di sepanjang lengkok yang sepadan dengan sudut 120 darjah. Dalam erti kata lain, arus dalam litar juga akan dianjak secara relatif antara satu sama lain secara fasa sebanyak 120 darjah. Tetapi sistem arus tiga fasa ini ternyata mempunyai satu lagi sifat yang sangat ingin tahu yang tidak ada pada sistem arus berbilang fasa yang lain - pada bila-bila masa yang diambil secara sewenang-wenangnya, jumlah arus yang mengalir dalam satu arah adalah sama di sini dengan nilai daripada arus ketiga yang mengalir dalam arah yang bertentangan, dan hasil tambah ketiga-tiga arus pada bila-bila masa ialah sifar. Sebagai contoh, pada masa t1, arus i2 melalui maksimum positif, dan nilai arus i1 dan i3, yang mempunyai nilai negatif, mencapai separuh maksimum dan jumlahnya adalah sama dengan arus i2. Ini bermakna pada bila-bila masa tertentu salah satu wayar dalam sistem membawa jumlah arus yang sama dalam satu arah kerana dua wayar yang lain bersama-sama membawa ke arah yang bertentangan. Oleh itu, adalah mungkin untuk menggunakan setiap satu daripada tiga wayar sebagai wayar plumbum untuk dua lagi yang disambungkan secara selari, dan bukannya enam wayar, dapatkan dengan hanya tiga!
Untuk menjelaskan perkara yang sangat penting ini, mari kita beralih kepada gambar rajah khayalan. Bayangkan bahawa melalui bulatan berputar di sekeliling pusatnya, terdapat tiga konduktor yang disambungkan antara satu sama lain, di mana tiga arus ulang-alik mengalir, beralih fasa sebanyak 120 darjah. Semasa putarannya, setiap konduktor adalah sama ada pada bahagian positif atau negatif bulatan, dan apabila bergerak dari satu bahagian ke bahagian yang lain, arus mengubah arahnya. Sistem ini memastikan aliran normal (peredaran) arus sepenuhnya. Malah, pada satu ketika, konduktor I dan II disambung secara selari, dan III mengalihkan arus daripadanya. Beberapa lama kemudian, II pergi ke bahagian yang sama dengan III; kini II dan III berfungsi secara selari, dan I sebagai dawai pembawa arus biasa. Kemudian III berlalu ke sisi di mana saya masih berada; sekarang II mengeluarkan jumlah yang III dan saya bawa bersama. Kemudian saya bergerak ke sisi di mana II masih terletak, dan seterusnya.
Dalam contoh di atas, tiada apa yang dikatakan tentang sumber semasa. Seperti yang kita ingat, sumber ini adalah penjana tiga fasa. Kami mewakili belitan penjana dalam bentuk tiga gegelung. Agar arus mengalir mengikut cara yang telah kami terangkan, gegelung ini boleh dimasukkan ke dalam litar dalam dua cara. Kita boleh, sebagai contoh, meletakkannya pada tiga sisi segitiga, katakan sebelah kiri; Oleh itu, bukannya tiga sisinya, kita mendapat tiga gegelung I, II dan III, di mana arus diaruhkan dengan peralihan fasa 1/3 tempoh. Kita juga boleh menggerakkan titik aplikasi daya gerak elektrik ke hujung konduktor selari. Jika kita meletakkan gegelung kita di sini, kita mendapat sambungan yang berbeza. Segi tiga, kini hanya berfungsi sebagai sambungan konduktif untuk tiga hujung kiri gegelung, boleh dikontrakkan ke satu titik. Sambungan ini, yang pertama dipanggil "delta" dan "bintang" kedua, digunakan secara meluas dalam kedua-dua enjin dan penjana.
Dolivo-Dobrovolsky membina motor tak segerak tiga fasa pertamanya pada musim sejuk tahun 1889. Sebagai stator, sauh anulus mesin DC dengan 24 slot separuh tertutup digunakan di dalamnya. Memandangkan kesilapan Tesla, Dolivo-Dobrovolsky menyebarkan belitan dalam slot di sekeliling seluruh lilitan stator, yang menjadikan pengagihan medan magnet lebih baik. Pemutar adalah silinder dengan belitan "sangkar tupai". Jurang udara antara pemutar dan stator hanya 1 mm, yang pada masa itu adalah keputusan yang berani, kerana biasanya jurang dibuat lebih besar. Batang "sangkar tupai" tidak mempunyai penebat. Penjana DC standard digunakan sebagai sumber arus tiga fasa, dibina semula menjadi penjana tiga fasa seperti yang diterangkan di atas. Tanggapan yang dibuat oleh permulaan pertama enjin pada kepimpinan AEG adalah sangat besar. Bagi kebanyakan orang, ia menjadi jelas bahawa laluan panjang berduri untuk mencipta motor elektrik perindustrian akhirnya selesai. Dari segi prestasi teknikal mereka, enjin Dolivo-Dobrovolsky mengatasi semua motor elektrik yang wujud pada masa itu - mempunyai kecekapan yang sangat tinggi, mereka berfungsi dengan sempurna dalam semua mod, boleh dipercayai dan mudah digunakan. Oleh itu, mereka segera tersebar di seluruh dunia. Sejak masa itu, pengenalan pesat motor elektrik dalam semua bidang pengeluaran dan pengelektrikan industri yang meluas bermula. Pengarang: Ryzhov K.V.
Kulit tiruan untuk emulasi sentuhan
15.04.2024 Petgugu Global kotoran kucing
15.04.2024 Daya tarikan lelaki penyayang
14.04.2024
▪ Rangkaian gentian optik sebagai peramal gempa bumi ▪ Keselamatan Rangkaian Ditakrifkan Perisian Fortinet ▪ Neutrino akan memberitahu mengapa kita wujud
▪ bahagian tapak Parameter komponen radio. Pemilihan artikel ▪ Artikel Pike dalam matriks. Petua untuk seorang pemodel ▪ artikel Apakah epilepsi? Jawapan terperinci ▪ artikel Penjana pada fotoperintang. Ensiklopedia elektronik radio dan kejuruteraan elektrik
Laman utama | Perpustakaan | artikel | Peta Laman | Ulasan laman web
www.diagram.com.ua |
Kami mengesyorkan artikel yang menarik bahagian 
Lihat artikel lain bahagian 
Berita terkini sains dan teknologi, elektronik baharu:
Semua bahasa halaman ini