Sơ lược lịch sử phát triển động cơ

Năm 1880, nhà phát minh người Mỹ Edison đã tạo ra một máy phát điện DC cỡ lớn mang tên “The Colossus”, được trưng bày tại Triển lãm Paris năm 1881.

edison cha đẻ của dòng điện một chiều
Đồng thời, sự phát triển của động cơ điện cũng đang được tiến hành.Máy phát điện và động cơ là hai chức năng khác nhau của cùng một máy.Sử dụng nó làm thiết bị đầu ra dòng điện là một máy phát điện và sử dụng nó làm thiết bị cung cấp điện là một động cơ.

Nguyên lý thuận nghịch này của máy điện đã được chứng minh một cách tình cờ vào năm 1873. Tại một triển lãm công nghiệp ở Vienna năm nay, một công nhân đã mắc lỗi và nối dây với một máy phát điện Gram đang chạy.Người ta phát hiện ra rằng rôto của máy phát điện đã đổi hướng và ngay lập tức đi theo hướng ngược lại.Hướng quay và trở thành một động cơ.Kể từ đó, người ta nhận ra rằng động cơ DC có thể được sử dụng vừa làm máy phát điện vừa là hiện tượng thuận nghịch của động cơ.Phát hiện bất ngờ này đã có tác động sâu sắc đến việc thiết kế và chế tạo động cơ.

Với sự phát triển của công nghệ phát điện và cung cấp điện, việc thiết kế và chế tạo động cơ cũng ngày càng hoàn thiện.Đến những năm 1890, động cơ DC có tất cả các đặc điểm cấu trúc chính của động cơ DC hiện đại.Mặc dù động cơ DC đã được sử dụng rộng rãi và mang lại lợi ích kinh tế đáng kể trong ứng dụng, nhưng những nhược điểm riêng của nó đã hạn chế sự phát triển hơn nữa của nó.Nghĩa là, nó không thể giải quyết được việc truyền tải điện đi đường dài, cũng như không thể giải quyết được vấn đề chuyển đổi điện áp, vì vậy động cơ xoay chiều đã phát triển nhanh chóng.

Trong thời kỳ này, động cơ hai pha và động cơ ba pha lần lượt ra đời.Năm 1885, nhà vật lý người Ý Galileo Ferraris đề xuất nguyên lý từ trường quay và phát triển mô hình động cơ không đồng bộ hai pha.Năm 1886, Nikola Tesla, người chuyển đến Hoa Kỳ, cũng độc lập phát triển động cơ không đồng bộ hai pha.Năm 1888, kỹ sư điện người Nga Dolivo Dobrovolsky đã chế tạo ra động cơ không đồng bộ lồng sóc đơn xoay chiều ba pha.Việc nghiên cứu và phát triển động cơ điện xoay chiều, đặc biệt là phát triển thành công động cơ điện xoay chiều ba pha đã tạo điều kiện cho việc truyền tải điện năng đi xa, đồng thời đưa công nghệ điện lên một giai đoạn mới.

Tesla, cha đẻ của dòng điện xoay chiều
Khoảng năm 1880, Ferranti của Anh đã cải tiến máy phát điện và đề xuất khái niệm truyền tải điện áp cao AC.Năm 1882, Gordon ở Anh đã sản xuất được máy phát điện xoay chiều hai pha cỡ lớn.Năm 1882, Gorand người Pháp và John Gibbs người Anh đã nhận được bằng sáng chế về “Phương pháp phân phối điện và chiếu sáng”, đồng thời phát triển thành công máy biến áp đầu tiên có giá trị thực tế.thiết bị quan trọng nhất.Sau đó, Westinghouse đã cải tiến cấu trúc của máy biến áp Gibbs, biến nó thành máy biến áp có hiệu suất hiện đại.Năm 1891, Blow chế tạo máy biến áp ngâm dầu điện áp cao ở Thụy Sĩ và sau đó phát triển máy biến áp cao áp khổng lồ.Truyền tải điện xoay chiều điện áp cao đường dài đã có những tiến bộ vượt bậc nhờ sự cải tiến liên tục của máy biến áp.

Sau hơn 100 năm phát triển, bản thân lý thuyết về động cơ đã khá trưởng thành.Tuy nhiên, với sự phát triển của kỹ thuật điện, khoa học máy tính và công nghệ điều khiển, sự phát triển của động cơ đã bước sang một giai đoạn mới.Trong số đó, sự phát triển của động cơ điều chỉnh tốc độ AC là đáng chú ý nhất, nhưng nó chưa được phổ biến và áp dụng từ lâu vì nó được thực hiện bởi các thành phần mạch và bộ biến đổi quay, đồng thời hiệu suất điều khiển không tốt bằng. điều chỉnh tốc độ DC.

Sau những năm 1970, sau khi bộ chuyển đổi điện tử công suất ra đời, các vấn đề về giảm thiết bị, giảm kích thước, giảm chi phí, nâng cao hiệu suất và loại bỏ tiếng ồn dần được giải quyết và việc điều chỉnh tốc độ AC đã đạt được một bước nhảy vọt.Sau khi phát minh ra điều khiển véc tơ, hiệu suất tĩnh và động của hệ thống điều khiển tốc độ AC đã được cải thiện.Sau khi áp dụng điều khiển máy vi tính, thuật toán điều khiển vectơ được phần mềm hiện thực hóa để chuẩn hóa mạch phần cứng, từ đó giảm chi phí và cải thiện độ tin cậy, đồng thời cũng có thể hiện thực hóa hơn nữa công nghệ điều khiển phức tạp hơn.Sự tiến bộ nhanh chóng của công nghệ điện tử công suất và điều khiển máy vi tính là động lực cho sự cập nhật liên tục của hệ thống điều khiển tốc độ AC.

Trong những năm gần đây, với sự phát triển nhanh chóng của vật liệu nam châm vĩnh cửu đất hiếm và sự phát triển của công nghệ điện tử công suất, động cơ nam châm vĩnh cửu đã có những bước tiến vượt bậc.Động cơ và máy phát điện sử dụng vật liệu nam châm vĩnh cửu NdFeB đã được sử dụng rộng rãi, từ động cơ đẩy tàu thủy đến máy bơm máu tim nhân tạo.Động cơ siêu dẫn đã được sử dụng để phát điện và tạo lực đẩy cho tàu và tàu đệm từ tốc độ cao.

Với sự tiến bộ của khoa học công nghệ, sự cải thiện tính năng của nguyên liệu thô và cải tiến quy trình sản xuất, các động cơ ngày càng được sản xuất với hàng chục nghìn chủng loại và thông số kỹ thuật, các mức công suất có kích cỡ khác nhau (từ vài phần triệu đến watt đến hơn 1000MW), và tốc độ rất rộng.Phạm vi (từ vài ngày đến hàng trăm nghìn vòng quay mỗi phút), khả năng thích ứng môi trường rất linh hoạt (như mặt đất bằng phẳng, cao nguyên, không khí, dưới nước, dầu, vùng lạnh, vùng ôn đới, vùng nhiệt đới ẩm ướt, vùng nhiệt đới khô, trong nhà, ngoài trời, Phương tiện đi lại , tàu thủy, các phương tiện truyền thông khác nhau, v.v.), để đáp ứng nhu cầu của các lĩnh vực khác nhau của nền kinh tế quốc dân và đời sống con người.