|
Arabic
Bengali
Chinese
English
French
German
Hebrew
Hindi
Italian
Japanese
Korean
Malay
Polish
Portuguese
Spanish
Turkish
Ukrainian
Vietnamese
ІСТОРІЯ ТЕХНІКИ, ТЕХНОЛОГІЇ, ПРЕДМЕТІВ НАВКОЛО НАС
Електродвигун. Історія винаходу та виробництва
Довідник / Історія техніки, технології, предметів довкола нас Електричний двигун - електрична машина (електромеханічний перетворювач), в якій електрична енергія перетворюється на механічну, побічним ефектом є виділення тепла.
Найбільшим технічним досягненням кінця ХІХ століття стало винахід промислового електродвигуна. Цей компактний, економічний, зручний мотор незабаром став одним з найважливіших елементів виробництва, витіснивши інші види двигунів звідусіль, куди можна було доставити електричний струм. Великими недоліками колишньої парової машини завжди залишалися низький ККД, а також труднощі передачі та дроблення отриманої від неї енергії. Зазвичай одна велика машина обслуговувала кілька десятків верстатів. Рух від неї підводилося до кожного робочого місця механічним шляхом за допомогою шківів та нескінченних ременів. У цьому відбувалися величезні невиправдані втрати енергії. Електричний привід не мав цих вад: він мав високий ККД, оскільки з його валу можна було прямо отримувати обертальний рух (тоді як у паровому двигуні його перетворювали з зворотно-поступального), та й "дробити" електричну енергію було набагато простіше. Втрати у своїй виявлялися мінімальними, а продуктивність праці зростала. Крім того, з впровадженням електромоторів вперше з'явилася можливість не тільки забезпечити будь-який верстат своїм власним двигуном, але і поставити окремий привід на кожен його вузол. Електричні двигуни з'явилися ще у другій чверті ХІХ століття, але минуло кілька десятиліть, як створилися сприятливі умови їхнього повсюдного впровадження у виробництво. Один із перших досконалих електродвигунів, які працювали від батареї постійного струму, створив у 1834 році російський електротехнік Якобі. Цей двигун мав дві групи П-подібних електромагнітів, з яких одна група (чотири П-подібні електромагніти) розташовувалася на нерухомій рамі. Їхні полюсні наконечники були влаштовані асиметрично - подовжені в один бік. Вал двигуна являв собою два паралельні латунні диски, з'єднаних чотирма електромагнітами, поставленими на рівній відстані один від одного.
При обертанні валу рухливі електромагніти проходили проти нерухомих полюсів. Останні полярності йшли поперемінно: то позитивна, то негативна. До електромагнітів диска, що обертається, відходили провідники, укріплені на валу машини. На вал двигуна був насаджений комутатор, який змінював напрям струму в електромагнітах, що рухаються, протягом кожної чверті обороту валу. Обмотки всіх електромагнітів нерухомої рами були послідовно з'єднані і обтікалися струмом батареї в одному напрямку. Обмотки електромагнітів диска, що обертається, були також з'єднані послідовно, але напрям струму в них змінювалося вісім разів за один оборот валу. Отже, полярність цих електромагнітів також змінювалася вісім разів за один оберт валу, і ці електромагніти по черзі притягувалися та відштовхувалися електромагнітами нерухомої рами.
Припустимо, що рухливі електромагніти займають положення, в якому проти кожного полюса нерухомих магнітів стоїть однойменний рухомий полюс; при цьому кожен нерухомий електромагніт відштовхуватиме протилежний магніт барабана і притягуватиме поруч із протилежним полюсом. Якби полюси нерухомих магнітів були асиметричні, такий пристрій було б працювати, оскільки дію різних магнітів врівноважувало б одне одного. Але завдяки виступу полюсних наконечників нерухомих магнітів кожен з них притягує найближчий у напрямку обертання годинникової стрілки слабше, ніж інший, тому перший наближається до нього, а останній видаляється. Через чверть обороту (у двигуні Якобі - через одну восьму) один проти іншого будуть знаходитися різноіменні полюси, але в цей момент комутатор змінює напрямок струму в рухомих магнітах, і один проти іншого знову будуть однойменні полюси, як і на початку руху. Внаслідок цього рухливі магніти знову отримують поштовх до того ж напрямку, і так без кінця, поки залишається замкнутим струм. Комутатор був дуже важливою і глибоко продуманою частиною двигуна. Він складався з чотирьох металевих кілець, встановлених на валу та ізольованих від нього; кожне кільце мало чотири вирізи, які відповідали 1/8 частини кола. Вирізи були заповнені ізолюючими дерев'яними вкладками; кожне кільце було зміщено на 45 градусів по відношенню до попереднього. По колу кільця ковзав важіль, що був своєрідною щіткою; другий кінець важеля був занурений у відповідний посудину з ртуттю, якого підводилися провідники від батареї (з'єднання з ртуттю були найбільш поширеними на той час контактними пристроями). Диски, насаджені на вал двигуна, оберталися разом із ним. По обіді диска ковзали металеві важелі, які, потрапляючи на непровідну частину диска, переривали електричний ланцюг, а при зіткненні з металом замикали його. Розташування дисків було таке, що в той момент, коли зустрічалися різноіменні полюси, контактні важелі переходили через межу дерево-метал і цим змінювали напрямок в обмотці електромагнітів. Таким чином, при кожному повороті кільця чотири рази розривався електричний ланцюг. Як уже зазначалося, двигун Якобі для свого часу був найдосконалішим електротехнічним пристроєм. У тому ж 1834 докладне повідомлення про принципи його роботи було представлено Паризької академії наук. В 1838 Якобі вдосконалив свій електромотор і, встановивши його на гребному боті, з десятьма супутниками здійснив невелике плавання по Неві зі швидкістю 4, 5 км / год. Джерелом струму йому була потужна батарея гальванічних елементів. Зрозуміло, втім, що всі ці досліди мали суто демонстраційний характер - до тих пір, поки не був винайдений і впроваджений у виробництво досконалий електричний генератор, електродвигуни не могли знайти широкого застосування, оскільки живити їх від батареї було занадто дорого і невигідно. Крім того, з різних причин, про які ми говоритимемо в наступних розділах, двигуни постійного струму отримали лише обмежене застосування. Набагато важливішу роль відіграють у виробництві електромотори, що працюють на змінному струмі, до розгляду яких ми тепер переходимо. Сила та напрямок змінного струму, як ми пам'ятаємо, не є постійними. Сила його спочатку зростає від нуля до якоїсь максимальної величини і знову зменшується до нуля, потім струм змінює свій напрямок, зростає до якогось негативного максимуму і знову зменшується до нуля. (Час, протягом якого величина струму змінюється від одного позитивного максимуму до іншого, називають періодом коливання струму.) Цей процес повторюється з великою частотою. (Наприклад, в освітлювальній мережі струм в 1 секунду тече п'ятдесят разів на один бік і п'ятдесят разів на протилежний.) Як така поведінка струму відбиватиметься на роботі електродвигуна? Насамперед слід зазначити, що напрямок обертання електродвигуна залежить від напрямку струму, оскільки за зміні струму зміниться полярність у якорі, але водночас в обмотках, чому тяжіння і відштовхування продовжують діяти у той самий бік, як і раніше. З цього начебто має випливати, що для двигуна абсолютно байдуже, яким струмом незмінним або змінним - він живиться. Однак, це не так. При частому перемагнічуванні електромагнітів (кілька десятків разів на секунду) у них виникають вихрові струми, які уповільнюють обертання якоря і сильно розігрівають його. Потужність електромотора різко знижується, і врешті-решт він виходить з ладу. Для змінного струму потрібна спеціальна конструкція двигуна. Винахідники не одразу змогли знайти її. Насамперед була розроблена модель так званого синхронного двигуна змінного струму. Один із перших таких двигунів побудував у 1841 році Чарльз Уітстон. Припустимо, що нерухома частина двигуна (статор) виконана у вигляді восьмиполюсного венцеподібного електромагніта, розташовані поперемінно полюси якого позначаються по їх полярності літерами N і S. Між ними обертається якір (або ротор) у вигляді зіркоподібного колеса, вісім спиць якого є постійними магнітами. Їх незмінні полюси позначимо літерами n та s. Припустимо, що через електромагніт пропускається змінний струм. Тоді кінці сердечників електромагніту поперемінно змінюватимуть свою полярність. Уявімо, що в якийсь момент проти кожного полюса статора електромагніта розташований однойменний полюс ротора. Толкнем колесо і повідомимо йому таку швидкість, при якій кожна спиця n пройде відстань між двома сусідніми сердечниками N і S в проміжок часу, рівний тому, протягом якого ці осердя зберігають свою полярність незмінною, тобто в період часу, рівний половині періоду змінного струму , що живить електромагніти. За таких умов у весь час руху спиці від сердечника N до сердечника S всі сердечники перемагнітяться, чому при подальшому своєму русі спиця знову відчуватиме відштовхування з боку осердя, що залишився позаду, і тяжіння з боку осердя, до якого вона наближається.
Синхронний двигун, що працював за цим принципом, складався з кільцеподібного багатополюсного магніту, полярність якого змінювалася під дією змінного струму, і з зіркоподібного постійного електромагніту, який був насаджений на вал і обертався описаним вище чином. Для збудження цього постійного електромагніту потрібен постійний струм, який перетворювався за допомогою комутатора з робочого змінного. Комутатор мав і інше призначення: він використовувався для пуску двигуна, адже для підтримки обертання ротора синхронного двигуна йому потрібно було повідомити певну початкову швидкість. При включенні через ланцюг спочатку пускався постійний струм, завдяки чому двигун починав працювати як двигун постійного струму і починав рухатися. До тих пір, поки двигун не набрав необхідної швидкості, комутатор змінював напрямок у електромагнітах, що рухаються. При досягненні швидкості, що відповідала синхронному ходу, рухомий магніт полюса вже не змінювався, і двигун починав працювати як синхронний двигун змінного струму.
Описана система мала великі недоліки, крім того, що синхронний двигун вимагав для свого запуску додатковий розгінний двигун, він мав і іншу ваду - при перевантаженні синхронність його ходу порушувалася, магніти починали гальмувати обертання вала, і двигун зупинявся. Тому синхронні двигуни не набули широкого поширення. Справжня революція в електротехніці відбулася лише після винаходи асинхронного (або індукційного) двигуна. Дія асинхронного двигуна буде зрозуміла з наступної демонстрації, яку провів у 1824 році відомий французький фізик Арго.
Нехай підковоподібний магніт NS наводиться рукою у швидке обертання навколо вертикальної осі. Над полюсами встановлена скляна пластина, що підтримує вістря, на який насаджений мідний кружок. При обертанні магніту індукційні струми, що наводяться в гуртку, і утворене ними магнітне поле взаємодіятимуть з нижнім магнітом, і гурток почне обертатися в той же бік, що і нижній магніт. Саме це явище використовується в асинхронному двигуні. Тільки замість постійного магніту, що обертається, в ньому застосовуються кілька нерухомих електромагнітів, які включаються, вимикаються і змінюють свою полярність у певній послідовності. Пояснимо сказане наступним прикладом.
Припустимо, що I, II, III і IV - це чотири полюси двох електромагнітів, між якими вміщено металеву стрілку. Під дією магнітного поля вона намагнічується і стає вздовж ліній магнітного поля електромагнітів, що виходять, як відомо, з їхнього північного полюса і входять до південного. Усі чотири полюси розташовані по колу на одній відстані один від одного. Спершу струм підводиться до II і III. Стрілка залишається нерухомою по середній осі магнітних силових ліній. Потім підводиться струм другого електромагніту. При цьому однойменні полюси будуть поруч. Тепер середня напрямна силових ліній магнітів пройде від середини відстані між І і ІІ до середини між ІІІ і ІV, і стрілка повернеться на 45 градусів. Відключимо перший електромагніт і залишимо активними лише полюси II та IV. Силові лінії будуть направлені від ІІІ до ІV, внаслідок чого стрілка повернеться ще на 45 градусів. Знову включимо перший електромагніт, але поміняємо при цьому рух струму, тому полярність першого магніту зміниться - стрілка повернеться ще на 45 градусів. Після відключення другого електромагніту стрілка переміститься ще на 45 градусів, тобто зробить півоберта. Легко зрозуміти, як змусити її здійснити другу половину кола. Описаний нами пристрій в основних рисах відповідає двигуну Бейлі, винайденому у 1879 році. Бейлі влаштував два електромагніти з чотирма хрестоподібно розташованими полюсами, які він міг намагнічувати за допомогою вимикача. Над полюсами він установив мідний гурток, підвішений на вістря. Змінюючи полярності магніту, включаючи і вимикаючи їх, він змусив гурток обертатися точно так, як це відбувалося в досвіді Арго. Ідея такого двигуна надзвичайно цікава, тому що на відміну від двигунів постійного струму або синхронних електромоторів, тут не треба підводити струм до ротора. Однак у тій формі, в якій його створив Бейлі, асинхронний двигун ще не мав застосування: перемикання електромагнітів у ньому відбувалося під дією складного колектора, і, крім того, він мав дуже низький ККД. Але до того щоб цей тип електромотора отримав право на життя, залишався тільки крок, і він був зроблений після появи багатофазних струмів. Власне, багатофазні струми отримали застосування, насамперед завдяки електродвигунам.
Щоб зрозуміти, що таке, наприклад, двофазний струм, уявімо два незалежних один від одного провідника, в яких протікають два абсолютно однакових змінних струму. Єдина різниця між ними полягає в тому, що вони не одночасно досягають своїх максимумів. Про такі струми кажуть, що вони зсунуті один щодо одного по фазі, а якщо ці струми підводяться до одного електроприладу, кажуть, що живиться двофазним струмом. Відповідно, може бути трифазний струм (якщо живлення приладу походить від трьох однакових струмів, зрушених один щодо одного по фазі), чотирифазний струм і т.д. Довгий час у техніці використовувався лише звичайний змінний струм (який за аналогією з багатофазними струмами стали називати однофазним). Але потім виявилося, що багатофазні струми в деяких випадках набагато зручніші за однофазний.
У 1888 р. італійський фізик Фераріс і югославський винахідник Тесла (працював у США) відкрили явище електромагнітного поля, що обертається. Сутність його полягала у наступному. Візьмемо дві котушки, що складаються з однакового числа витків ізольованого дроту, та розмістимо їх взаємно перпендикулярно так, щоб одна котушка входила до іншої. Тепер уявімо, що котушку 1 обтікає струм i1 а котушку 2 - струм i2, причому i1 випереджає i2 фазою на чверть періоду. Це, як ми вже говорили, означає, що струм i1 досягає позитивного максимуму в той момент, коли сила струму i2 дорівнює нулю. Якщо ми подумки розріжемо котушки навпіл горизонтальною площиною і дивитимемося на них зверху, то побачимо перерізи чотирьох сторін обох котушок. Помістимо між ними магнітну стрілку і спостерігатимемо за її рухом. Котушки, якими протікає змінний струм, як відомо, є електромагнітами. Їхнє магнітне поле взаємодіятиме зі стрілкою, повертаючи її. Розглянемо тепер положення магнітної стрілки, вісь якої збігається з вертикальною віссю котушок у різні моменти часу. У початковий момент часу (t=0) струм у першій котушці дорівнює нулю, а в другій проходить через негативний максимум (напрямок струму будемо позначати так, як це робиться в електротехніці - точкою та хрестиком; хрестик означає, що струм прямує від спостерігача за площину креслення, а точка - що струм прямує до спостерігача). У момент t1 струми i1 та i2 рівні один одному, але один має позитивний напрямок, а інший – негативний. У момент t2 величина струму i2 сходить до нуля, а струм i1 досягає максимуму. Стрілка при цьому обернеться ще на 1/8 обороту. Простежуючи подібним чином розвиток процесу, ми помітимо, що після закінчення періоду змін одного зі струмів магнітна стрілка завершить повний оберт навколо осі. Далі процес повторюється. Отже, за допомогою двох котушок, що живляться двома струмами, зрушеними один щодо одного по фазі на чверть періоду, можна отримати той же ефект зміни магнітних полюсів, якого досяг у своєму двигуні Бейлі, але тут це виходить набагато простіше, без будь-якого комутатора і без використання ковзаючих контактів, оскільки перемагнічування управляє сам струм. Описаний ефект отримав в електротехніці назву магнітного поля, що рівномірно обертається. На його основі Тесла сформулював перший в історії двофазний асинхронний двигун. Він взагалі був першим, хто став експериментувати з багатофазними струмами та успішно вирішив проблему генерування таких струмів. Оскільки отримати двофазний струм з однофазного було непросто, Тесла побудував спеціальний генератор, який одразу давав два струми з різницею фаз 90 градусів (тобто з відставанням на чверть періоду). У цьому генераторі між полюсами магніту оберталися дві взаємно перпендикулярні котушки. У той час, коли витки однієї котушки знаходилися під полюсами і струм, що індукується в них, був максимальним, витки іншої котушки знаходилися між полюсами (на нейтральній лінії) і електрорушійна сила в них дорівнювала нулю. Отже, два струми, що генеруються в цих котушках, теж були зрушені по фазі відносно один одного на чверть періоду.
Аналогічним способом можна було отримати трифазний струм (використовуючи три котушки під кутом 60 градусів один до одного), але Тесла вважав найбільш економічною двофазну систему. Насправді багатофазні системи струму вимагають великої кількості проводів. Якщо двигун, що працює на звичайному змінному (однофазному) струмі, вимагає всього двох проводів, що підводять, то працюючий на двофазному - вже чотирьох, на трифазному - шести і т.д. Кінці кожної котушки були виведені на кільця на валу генератора. Ротор двигуна теж мав обмотку у вигляді двох розташованих під прямим кутом один до одного замкнутих на себе (тобто не мають ніякого зв'язку із зовнішнім електричним ланцюгом) котушок. Винахід Тесли знаменувало початок нової ери в електротехніці і викликало до себе найжвавіший інтерес у всьому світі. Вже у червні 1888 року фірма " Вестінгауз Електрик Компані " купила в нього за мільйон доларів усі патенти на двофазну систему і запропонувала організувати у своїх заводах випуск асинхронних двигунів. Ці двигуни надійшли у продаж наступного року. Вони були набагато кращими і надійнішими за всі існуючі до цього моделі, але не набули широкого поширення, так як виявилися дуже невдало сконструйовані. Обмотка статора в них виконувалася у вигляді котушок, насаджених на полюси, що виступають. Невдалою була і конструкція ротора у вигляді барабана з двома взаємно перпендикулярними замкнутими на себе котушками. Усе це помітно знижувало якість двигуна як і момент пуску, і у робочому режимі. Незабаром індукційний двигун Тесли був значно перероблений та вдосконалений російським електротехніком Доливо-Добровольським. Виключений у 1881 році з політичних мотивів із Ризького політехнічного інституту, Доливо-Добровольський виїхав до Німеччини. Тут він закінчив Дармштадтське вище технічне училище і з 1887 почав роботу у великій німецькій електротехнічній фірмі АЕГ. Першим важливим нововведенням, яке вніс Доливо-Добровольський в асинхронний двигун, було створення ротора з обмоткою "у вигляді біличної клітини". У всіх ранніх моделях асинхронних двигунів ротори були дуже невдалими, і тому ККД цих двигунів був нижчим, ніж у інших типів електричних двигунів. (Фераріс, про який згадувалося вище, створив асинхронний двофазний двигун з ККД близько 50% і вважав це межею.) Дуже велике значення грав тут матеріал, з якого виготовлявся ротор, оскільки той повинен був задовольняти відразу двом умовам: мати мале електричне опір (щоб індуковані струми могли вільно протікати через його поверхню) і мати хорошу магнітну проникність (щоб енергія магнітного поля не витрачалася даремно).
З погляду зменшення електричного опору найкращим конструктивним рішенням міг стати ротор як мідного циліндра. Але мідь поганий провідник для магнітного потоку статора та ККД такого двигуна був дуже низьким. Якщо мідний циліндр замінювали сталевим, то магнітний потік різко зростав, але оскільки електрична провідність стали менше, ніж міді, ККД знову був невисоким. Доливо-Добровольський знайшов вихід із цієї суперечності: він виконав ротор у вигляді сталевого циліндра (що зменшувало його магнітний опір), а просвердлені по периферії останнього канали став закладати мідні стрижні (що зменшувало електричний опір). На лобових частинах ротора ці стрижні електрично з'єднувалися один з одним (замикалися самі на себе). Рішення Доливо-Добровольського виявилося найкращим. Після того як він отримав в 1889 патент на свій ротор, його пристрій принципово не змінювалося аж до теперішнього часу. Потім Доливо-Добровольський став думати над конструкцією статора нерухомої частини двигуна. Конструкція Тесла здавалася йому нераціональною. Оскільки ККД електричного двигуна безпосередньо залежить від того, наскільки повно магнітне поле статора використовується ротором, то, отже чим більше магнітних ліній статора замикаються на повітря (тобто не проходять через поверхню ротора), тим більше втрати електричної енергії і тим менше ККД. Щоб цього не відбувалося, зазор між ротором і статором має бути якнайменше. Двигун Тесли з цього погляду був далекий від досконалості - полюси котушок на статорі, що виступають, створювали занадто великий зазор між статором і ротором. Крім того, у двофазному двигуні не виходив рівномірний рух ротора. Виходячи з цього, Доливо-Добровольський бачив перед собою два завдання: підвищити ККД двигуна і досягти більшої рівномірності його роботи. Перше завдання було нескладним - досить було прибрати виступаючі полюси електромагнітів і рівномірно розподілити їх обмотки по всьому колу статора, щоб ККД двигуна відразу збільшилося. Але як вирішити другу проблему? Нерівномірність обертання можна було помітно зменшити лише збільшивши число фаз з двох до трьох. Але чи цей шлях був раціональним? Отримати трифазний струм, як уже говорилося, не мало великої праці. Побудувати трифазний двигун теж було неважко - для цього достатньо розмістити на статорі три котушки замість двох і кожну з них з'єднати двома проводами із відповідною котушкою генератора. Цей двигун повинен був за всіма параметрами бути кращим за двофазний двигун Тесли, крім одного моменту - він вимагав для свого живлення шести проводів, замість чотирьох. Таким чином, система ставала надмірно громіздкою та дорогою. Але, можливо, була можливість підключити двигун до генератора якось інакше? Доливо-Добровольський проводив безсонні ночі над схемами багатофазних ланцюгів. На аркушах паперу він накидав дедалі нові варіанти. І, нарешті, рішення, зовсім несподіване та геніальне за своєю простотою, було знайдено.
Дійсно, якщо зробити відгалуження від трьох точок кільцевого якоря генератора і з'єднати їх з трьома кільцями, якими ковзають щітки, то при обертанні якоря між полюсами на кожній щітці буде індукуватися один і той же за величиною струм, але зі зсувом в часі, який необхідно для того, щоб виток перемістився по дузі, що відповідає куту 120 градусів. Інакше кажучи, струми в ланцюзі будуть зрушені відносно один одного по фазі також на 120 градусів. Але цій системі трифазного струму виявилося властиво ще одна надзвичайно цікава властивість, якої не мала жодна інша система багатофазних струмів - у будь-який довільно взятий момент часу сума струмів, що точаться в один бік, дорівнює тут величині третього струму, що тече в протилежний бік, а сума всіх трьох струмів у будь-який момент часу дорівнює нулю. Наприклад, в момент часу t1 струм i2 проходить через позитивний максимум, а значення струмів i1 і i3, що мають негативне значення, досягають половини максимуму і їх сума дорівнює струму i2. Це означає, що в будь-який момент часу один із проводів системи передає в одному напрямку таку ж кількість струму, яку дві інші разом передають у протилежному напрямку. Отже, надається можливість користуватися кожним із трьох проводів як відвідний провідник для двох інших, з'єднаних паралельно, і замість шести проводів обійтися всього трьома!
Щоб пояснити цей надзвичайно важливий момент, звернемося до уявної схеми. Уявімо, що через коло, що обертається навколо свого центру, проходять три з'єднані між собою провідники, в яких протікають три змінні струми, зрушені по фазі на 120 градусів. При своєму обертанні кожен провідник знаходиться то на позитивній, то на негативній частині кола, причому при переході з однієї частини до іншої струм змінює свій напрямок. Ця система цілком забезпечує нормальне перебіг (циркуляцію) струмів. Справді, у певний час провідники I і II виявляються з'єднаними паралельно, а III відводить від них струм. Через деякий час II переходить на ту ж сторону, де знаходиться III; тепер вже II і III працюють паралельно, а I як загальний відвідний струм провід. Далі ІІІ переходить на той бік, де ще знаходиться I; тепер II відводить ту кількість, що III та I підводять разом. Потім I переходить на той бік, де ще знаходиться ІІ, і т.д.
У наведеному прикладі нічого не йшлося про джерела струму. Як пам'ятаємо, цим джерелом є трифазний генератор. Зобразимо обмотки генератора у вигляді трьох котушок. Для того, щоб протікання струму відбувалося описаним нами способом, ці котушки можуть бути включені в ланцюг подвійним чином. Ми можемо, наприклад, розмістити їх у трьох сторонах трикутника, припустимо лівого; таким чином, замість трьох його сторін ми отримаємо три котушки І, ІІ і ІІІ, в яких індукуються струми зі зміщенням фаз на 1/3 періоду. Ми можемо також перемістити точки застосування електрорушійних сил і на кінці паралельних провідників. Якщо ми помістимо наші котушки, то отримаємо інше з'єднання. Трикутники, що служать тепер лише з'єднаннями для трьох лівих кінців котушок, можуть бути стягнуті в одну точку. Ці з'єднання, з яких перше називається "трикутником", а друге - "зіркою", широко застосовуються як у двигунах, так і в генераторах.
Свій перший трифазний асинхронний двигун Доливо-Добровольський збудував узимку 1889 року. Як статор у ньому був використаний кільцевий якір машини постійного струму з 24 напівзакритими пазами. Враховуючи помилки Тесли, Доливо-Добровольський розосередив обмотки в пазах по всьому колу статора, що сприяло розподілу магнітного поля. Ротор був циліндричним з обмотками "у вигляді біличної клітини". Повітряний зазор між ротором і статором становив лише 1 мм, що на ті часи було сміливим рішенням, оскільки зазвичай зазор робили більше. Стрижні "біличної клітини" не мали жодної ізоляції. Як джерело трифазного струму був використаний стандартний генератор постійного струму, перебудований трифазний генератор так, як це було описано вище. Враження, зроблене першим запуском двигуна на керівництво АЕГ, було величезним. Багатьом стало очевидно, що довгий тернистий шлях створення промислового електродвигуна нарешті пройдено остаточно. За своїми технічними показниками двигуни Доливо-Добровольського перевершували всі електромотори, що існували тоді - володіючи дуже високим ККД, вони безвідмовно працювали в будь-яких режимах, були надійні і прості в обігу. Тому вони одразу набули широкого поширення по всьому світу. З цього часу почалося швидке впровадження електродвигунів у всі сфери виробництва та повсюдна електрифікація промисловості. Автор: Рижов К.В.
▪ ліфт
Машина для проріджування квітів у садах
02.05.2024 Удосконалений мікроскоп інфрачервоного діапазону
02.05.2024 Пастка для комах
01.05.2024
▪ розділ сайту Шпигунські штучки. Добірка статей ▪ стаття Дизайнер-верстальник. Посадова інструкція ▪ Теорія: стабілізатори напруги. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки ▪ стаття Кипляча склянка в руках. Секрет фокусу
Головна сторінка | Бібліотека | Статті | Карта сайту | Відгуки про сайт
www.diagram.com.ua |
Рекомендуємо цікаві статті розділу 
Дивіться інші статті розділу 
Останні новини науки та техніки, новинки електроніки:
All languages of this page