Lyhyt historia motoriikan kehityksestä

Vuonna 1880 amerikkalainen keksijä Edison loi suuren DC-generaattorin nimeltä "The Colossus", joka oli esillä Pariisin näyttelyssä vuonna 1881.

Edison tasavirran isä
Samaan aikaan myös sähkömoottorin kehitystyö on käynnissä.Generaattori ja moottori ovat saman koneen kaksi eri toimintoa.Sen käyttäminen virransyöttölaitteena on generaattori ja virtalähteenä moottori.

Tämä sähkökoneen käännettävä periaate todistettiin sattumalta vuonna 1873. Wienin teollisuusnäyttelyssä tänä vuonna eräs työntekijä teki virheen ja liitti johdon käynnissä olevaan Gram-generaattoriin.Todettiin, että generaattorin roottori muutti suuntaa ja meni välittömästi vastakkaiseen suuntaan.Suunta kääntyy ja muuttuu moottoriksi.Siitä lähtien ihmiset ovat ymmärtäneet, että tasavirtamoottoria voidaan käyttää sekä generaattorina että moottorin käännettävänä ilmiönä.Tällä odottamattomalla löydöllä on ollut syvä vaikutus moottorin suunnitteluun ja valmistukseen.

Sähköntuotanto- ja tehonsyöttöteknologian kehittyessä myös moottoreiden suunnittelu ja valmistus ovat yhä täydellisempiä.1890-luvulla tasavirtamoottoreilla oli kaikki nykyaikaisten tasavirtamoottoreiden tärkeimmät rakenteelliset ominaisuudet.Vaikka tasavirtamoottoria on käytetty laajasti ja se on tuottanut sovelluksessa huomattavia taloudellisia etuja, sen omat puutteet rajoittavat sen jatkokehitystä.Toisin sanoen se ei voi ratkaista pitkän matkan voimansiirtoa, eikä se voi ratkaista jännitteen muunnosongelmaa, joten AC-moottorit ovat kehittyneet nopeasti.

Tänä aikana kaksivaihemoottorit ja kolmivaihemoottorit ilmestyivät peräkkäin.Vuonna 1885 italialainen fyysikko Galileo Ferraris ehdotti pyörivän magneettikentän periaatetta ja kehitti kaksivaiheisen asynkronisen moottorimallin.Vuonna 1886 Nikola Tesla, joka muutti Yhdysvaltoihin, kehitti myös itsenäisesti kaksivaiheisen asynkronisen moottorin.Vuonna 1888 venäläinen sähköinsinööri Dolivo Dobrovolsky valmisti kolmivaiheisen AC-yksittäisen oravahäkkiasynkronisen moottorin.Vaihtovirtamoottoreiden tutkimus ja kehitys, erityisesti kolmivaiheisten vaihtovirtamoottoreiden onnistunut kehitys, on luonut edellytykset pitkän matkan voimansiirrolle ja samalla parantanut sähkötekniikkaa uuteen vaiheeseen.

Tesla, vaihtovirran isä
Vuoden 1880 tienoilla brittiläinen Ferranti paransi vaihtovirtageneraattoria ja ehdotti AC-suurjännitesiirtokonseptia.Vuonna 1882 Gordon Englannissa valmisti suuren kaksivaiheisen laturin.Vuonna 1882 ranskalainen Gorand ja englantilainen John Gibbs saivat patentin "Lighting and Power Distribution Method" -menetelmälle ja kehittivät menestyksekkäästi ensimmäisen muuntajan, jolla oli käytännön arvoa.kriittisimmät laitteet.Myöhemmin Westinghouse paransi Gibbs-muuntajan rakennetta tehden siitä nykyaikaisen muuntajan.Vuonna 1891 Blow valmisti korkeajännitteisen öljyupotetun muuntajan Sveitsissä ja kehitti myöhemmin jättimäisen suurjännitemuuntajan.Pitkän matkan suurjännitteinen AC-voimansiirto on edistynyt suuresti muuntajien jatkuvan parantamisen ansiosta.

Yli 100 vuoden kehitystyön jälkeen itse moottorin teoria on ollut varsin kypsä.Sähkötekniikan, tietojenkäsittelytieteen ja ohjaustekniikan kehityksen myötä moottorin kehitys on kuitenkin siirtynyt uuteen vaiheeseen.Niistä vaihtovirtanopeuden säätömoottorin kehittäminen on silmiinpistävää, mutta sitä ei ole popularisoitu ja sovellettu pitkään aikaan, koska se toteutetaan piirikomponenteilla ja pyörivällä muunninyksiköillä, ja ohjausteho ei ole yhtä hyvä kuin DC-nopeuden säätö.

1970-luvun jälkeen, kun tehoelektroniikkamuunnin otettiin käyttöön, laitteiden pienentämiseen, koon pienentämiseen, kustannusten pienentämiseen, tehokkuuden parantamiseen ja melun poistamiseen liittyvät ongelmat ratkesivat vähitellen, ja vaihtovirtanopeuden säätö saavutti harppauksen eteenpäin.Vektoriohjauksen keksimisen jälkeen vaihtovirtanopeuden säätöjärjestelmän staattista ja dynaamista suorituskykyä parannettiin.Mikrotietokoneohjauksen käyttöönoton jälkeen vektoriohjausalgoritmi toteutetaan ohjelmistolla laitteistopiirin standardoimiseksi, mikä vähentää kustannuksia ja parantaa luotettavuutta, ja on myös mahdollista toteuttaa edelleen monimutkaisempaa ohjaustekniikkaa.Tehoelektroniikan ja mikrotietokoneohjaustekniikan nopea kehitys on liikkeellepaneva voima vaihtovirtanopeuden säätöjärjestelmän jatkuvalle päivitykselle.

Viime vuosina kestomagneettimoottorit ovat edistyneet suuresti harvinaisten maametallien kestomagneettimateriaalien nopean kehityksen ja tehoelektroniikkatekniikan kehityksen myötä.NdFeB-kestomagneettimateriaaleja käyttäviä moottoreita ja generaattoreita on käytetty laajalti laivan propulsiosta keinotekoisiin sydänveripumppuihin.Suprajohtavia moottoreita käytetään jo sähköntuotantoon ja nopeiden maglev-junien ja laivojen käyttövoimaan.

Tieteen ja tekniikan kehityksen, raaka-aineiden suorituskyvyn ja valmistusprosessin paranemisen myötä moottoreita valmistetaan kymmenillä tuhansilla lajikkeilla ja eritelmillä, eri kokoisilla tehotasoilla (muutamasta miljoonasosasta alkaen). wattia yli 1000 MW) ja erittäin laajalla nopeudella.Toimintasäde (useista päivistä satoihin tuhansiin kierroksiin minuutissa), erittäin joustava ympäristösopeutuvuus (kuten tasainen maa, tasango, ilma, vedenalainen, öljy, kylmä vyöhyke, lauhkea vyöhyke, märkä tropiikki, kuiva tropiikki, sisä, ulko, ajoneuvot , laivat, erilaiset tiedotusvälineet jne.), vastata kansantalouden ja ihmiselämän eri sektoreiden tarpeisiin.