世界重大发明之电动机

 

电动机（Motors）是把电能转换成机械能的设备，它是利用通电线圈在磁场中受力转动的现象制成，分布于各个用户处，电动机按使用电源不同分为直流电动机和交流电动机，电力系统中的电动机大部分是交流电机，可以是同步电机或者是异步电机（电机定子磁场转速与转子旋转转速不保持同步速）。电动机主要由定子与转子组成。通电导线在磁场中受力运动的方向跟电流方向和磁感线（磁场方向）方向有关。电动机工作原理是磁场使通电导线受力的作用，使电动机转动。

 

1821年，英国科学家法拉第首先证明，可以将电力或电能转换为旋转运动的动能，最先制
成第一台电动机的雏形。

1821年，英国皇家协会会员沃拉斯顿听说，丹麦的奥斯特教授发现当导线通过电流时会使
旁边的磁针偏转（电流的磁效应）。他想，既然通电流的导线能使磁针偏转，那么反过来，磁
铁接近通电流的导线，能不能使导线移动。他试验了几次都失败了，失去信心，让实验员拆除
实验装置，而这位实验员就是自学成材的大科学家法拉第。

据说是德国的雅可比。他于1834年前后成了一种简单的装置：在两个U型电磁铁中间，装一
六臂轮，每臂带两根棒型磁铁。通电后，棒型磁铁与U型磁铁之间产生相互吸引和排斥作用 ，
带动轮轴转动。后来，雅可比做了一具大型的装置。安在小艇上，用320个丹尼尔电池供电，
1838年小艇在易北河上首次航行，时速只有2.2公里。

与此同时，美国的达文波特也成功地制出了驱动印刷机的电动机，印刷过美国电学期刑
《电磁和机械情报》。但这两种电动机都没有多大商业价值，用电池作电源，成本太大、不实
用。

    直到第一台实用直流发动机问世 ，电动机才得到广泛应用。1870年比利时工程师格拉姆
发明了直流发电机，在设计上，直流发电机和电动机很相似。后来，格拉姆证明向直流发电机
输入电流，其转子会象电动机一样旋转。于是，这种格拉姆型电动机大量制造出来。效率也不
断提高。与此同时，德国的西门子接制造出更好的发电机，并着手研究由电动机驱动的车辆，
于是西门子公司制成了世界的电车。1879年，在柏林工业展览会上，西门子公司不冒烟的电车
赢得观众的一片喝彩。西门子电机车当时只有3马力，后来美国发明大王爱迪生试验的电机车已
达12—15马力。但当时的电动机全是直流电机，只限于驱动电车。

    1888年南斯拉夫出生的美国发明家特斯拉发明了交流电动机。它是根据电磁感应原理制
成，又称感应电动机，这种电动机结构简单，使用交流电，无需整流，无火花，因此被广泛应
用于工业的家庭电器中，交流电动机通常用三相交流供电。

    1902年瑞典工程师丹尼尔森首先提出同步电动机构想。同步电动机工作原理同感应电动机
一样，由定子产生旋转磁场，转子绕组用直流供电，转速固定不变，不受负载影响。因此同步
电动机特别适用于钟表，电唱机和磁带录音机。

    直流电动机是直流激磁，工作特性以其激磁绕组的接线方式不同而有区别。串激电动机起
动转矩大，适用于牵引和起重，并激电动机转速随负载大小而变动较小，且可以调节，可用为
定速或调速之用，复激电动机兼有以上两种激磁方式发动机的特性。

交流换向器电动机，即转子具有换向器的交流电动机。因它既可用于交流又可用于直流，
故称作交直流两用电动机或通用电动机，多用于家用电器。