Сервіс Північні Стріли -

Найбільшим технічним досягненням кінця XIX століття стало винахід промислового електродвигуна. Цей компактний, економічний, зручний мотор незабаром став одним з найважливіших елементів виробництва, витіснивши інші види двигунів звідусіль, куди тільки можна було доставити електричний струм. електричні двигуни з'явилися ще в другій чверті XIX століття, але пройшло кілька десятиліть, перш ніж створилися сприятливі умови для їх повсюдного впровадження у виробництво.

Один з перших скоєних електродвигунів, які працювали від батареї постійного струму, створив в 1834 році російський електротехнік Якобі. Цей двигун мав дві групи П-образних електромагнітів, з яких одна група розташовувалася на нерухомій рамі. Їх полюсні наконечники були влаштовані асиметрично - подовжені в одну сторону. Вал двигуна був двома паралельних латунних диска, з'єднаних чотирма електромагнітами, поставленими на рівній відстані один від іншого. При обертанні вала рухливі електромагніти проходили проти полюсів нерухомих. У останніх полярності йшли по черзі: то позитивна, то негативна. До електромагнітам обертового диска відходили провідники, укріплені на валу машини. На вал двигуна був насаджений комутатор, який міняв напрямок струму в рухомих електромагнітах протягом кожної чверті обороту валу. Обмотки всіх електромагнітів нерухомою рами були з'єднані послідовно і обтічні струмом батареї в одному напрямку. Обмотки електромагнітів обертового диска були також з'єднані послідовно, але напрямок струму в них змінювалося вісім разів за один оборот валу. Отже, полярність цих електромагнітів також змінювалася вісім разів за один оборот валу, і ці електромагніти черзі притягувалися і відштовхувалися електромагнітами нерухомої рами.

Двигун Якобі для свого часу був найдосконалішим електротехнічним пристроєм. У тому ж 1834 році докладне повідомлення про принципи його роботи було представлено Паризької Академії наук.

У 1838 році Якобі удосконалив свій електромотор і, встановивши його на гребному боті, з десятьма супутниками вчинив невелике плавання по Неві зі швидкістю 4,5 км / год. Джерелом струму йому служила потужна батарея гальванічних елементів.

До тих пір, поки не був винайдений і впроваджений у виробництво досконалий електричний генератор, електродвигуни не могли знайти широкого застосування, так як живити їх від батареї було занадто дорого і невигідно. Крім того, в силу різних причин двигуни постійного струму отримали лише обмежене застосування. Набагато більш важливу роль відіграють у виробництві електромотори, які працюють на змінному струмі, до розгляду яких ми тепер переходимо.

Для змінного струму необхідна особлива конструкція двигуна. Винахідники не відразу змогли знайти її. Перш за все була розроблена модель так званого синхронного двигуна змінного струму. Один з перших таких двигунів побудував в 1841 році Чарльз Уитстон.

Його система мала більші недоліками: крім того, що синхронний двигун вимагав для свого запуску додатковий розгінний двигун, він мав і інший недолік - при перевантаженні синхронність його ходу порушувалася, магніти починали гальмувати обертання валу, і двигун зупинявся. Тому синхронні двигуни не набули широкого поширення. Справжня революція в електротехніці сталася тільки після винаходу асинхронного двигуна. Подібний пристрій в 1879 році винайшов Бейлі.

У 1888 році італійський фізик Ферраріс і югославський винахідник Тесла (працював в США) відкрили явище обертового електромагнітного поля.

Винахід Тесли знаменувало собою початок нової ери в електротехніці і викликало до себе жвавий інтерес у всьому світі. Уже в червні 1888 року фірма «Вестінгауз Електрик Компані» купила у нього за мільйон доларів все патенти на двофазну систему і запропонувала організувати на своїх заводах випуск асинхронних двигунів.

незаба ре індукційний двигун Тесли був значно перероблений і вдосконалений російським іелектротехніком Доливо-Добровольським. Першим важливим нововведенням, яке вніс Доливо-Добровольський в асинхронний двигун, було створення ротора з обмоткою «у вигляді білячої клітини». У всіх ранніх моделях асинхронних двигунів ротори були дуже невдалими, і тому ККД цих моторів був нижче, ніж у інших типів електричних двигунів. Велике значення грав тут матеріал, з якого виготовлявся ротор, оскільки той мав задовольняти відразу двом умовам: мати мале електричний опір і мати хорошу магнітну проникність. З точки зору зменшення електричного опору найкращим конструктивним рішенням міг би стати ротор у вигляді мідного циліндра. Але мідь поганий провідник для магнітного потоку статора і, 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 з цього протиріччя: він виконав ротор у вигляді сталевого циліндра, а в просвердлені по периферії останнього канали став закладати мідні стрижні. На лобових частинах ротора ці стрижні електрично з'єднувалися один з одним. Рішення Доливо-Добровольського виявилося найкращим. Після того як він отримав в 1889 році патент на свій ротор, його пристрій принципово не змінювалося аж до теперішнього часу.

Слідом за тим Доливо-Добровольський став думати над конструкцією статора - нерухомої частини двигуна. Доливо-Добровольський бачив перед собою два завдання: підвищити ККД двигуна і домогтися більшої рівномірності його роботи.

Свій перший трифаз азний асинхронний двигун Доліво-Добровольський побудував взимку 1889 року. Як статора в ньому був використаний кільцевої якір машини постійного струму з 24-ма напівзакритими пазами.

З огляду на помилки Тесли, Доливо-Добровольський розосередив обмотки в пазах по всьому колу статора, що робило більш сприятливим розподіл магнітного поля. Ротор був циліндричним з обмотками «у вигляді білячої клітини». Повітряний зазор між ротором і статором становив всього 1 мм, що на ті часи було сміливим рішенням, так як зазвичай зазор робили більше. Стрижні «білячої клітини» не мали ніякої ізоляції. Як джерело трифазного струму був використаний стандартний генератор постійного струму, перебудований в трифазний генератор так, як це було описано вище.

Враження, вироблене першим запуском двигуна на керівництво АЕГ, було величезним. Для багатьох стало очевидно, що довгий тернистий шлях створення промислового електродвигуна нарешті пройдений до кінця. За своїми технічними показниками двигуни Доливо-Добровольського перевершували всі існуючі тоді електромотори - володіючи дуже високим ККД, вони безвідмовно працювали в будь-яких режимах, були надійні і прості у використанні. Тому вони відразу набули широкого поширення по всьому світу. З цього часу почалося швидке впровадження електродвигунів в усі сфери виробництва і повсюдна електрифікація промисловості.