电机发展史_原创精品文档.pdfVIP

电机学发展史

世界科技和生产力

奥斯特发现电生磁（1820）—法拉第电磁回转实验（发明电动机模型)-法拉第发现电磁感应

（发明发电机模型）—法拉第兼任企业顾问研制永磁电机—西门子发明激磁电机—格拉姆发

明直流发电机和电动机—特斯拉发明交流电机和电动机—19世纪末美国电动机床出现—伏

特汽车公司装配流水线

一、直流电机的产生与形成

皮克西：第一台永磁式直流发电机。

西门子：自激式直流发电机。

格拉姆：环形电枢直流发电机

1820年丹麦物理学家奥斯特（HansChristianOersted，1777-1851）发现了电流磁效应：

将导线的一端和伽伐尼电池正极连接，导线沿南北方向平行地放在小磁针上方，当导线另一

端连接到负极时，磁针立即指向东西方向。把玻璃板、木片、石块等非磁性物体插在导线和

磁极之间，甚至把小磁针浸在盛水的铜盒子里，磁针照样偏转。

随后安培通过总结电流在磁场中所受机械力的情况建立了安培定律;

1821年9月法拉第发现通电的导线能绕永久磁铁旋转以及磁体绕载流导体的运动，第一

次实现了电磁运动向机械运动的转换，从而建立了电动机的实验室模型，被认为是世界上第

一台电机,其原理如图1所示，在一个盘子内注入水银，盘子中央固定一个永磁体，盘子上

方悬挂一根导线,导线的一端可在水银中移动,另一端跟电池的一端连接在一起，电池的另一

端跟盘子连在一起,构称导电回路，载流导线在磁场中受力运动。

1822年,法国的阿拉戈.盖。吕萨克发明电磁铁，即用电流通过绕线的方法使其中铁块磁化.

1825年，斯特金（W。sturgeon）用16圈导线制成了第一块电磁铁。

1829年，美国电学家亨利对斯特金电磁铁装置进行了一些革新，绝缘导线代替裸铜导线，

因此不必担心被铜导线过分靠近而短路。由于导线有了绝缘层，就可以将它们一圈圈地紧紧

地绕在一起,由于线圈越密集,产生的磁场就越强，这样就大大提高了把电能转化为磁能的能

力。到了１８３１年,亨利试制出了一块更新的电磁铁，虽然它的体积并不大，但它能吸起

１吨重的铁块。

1826年德国G。S。欧姆提出电路实验定律――欧姆定律.

1831年,法拉第发现了电磁感应现象之后不久，他又利用电磁感应发明了世界上第一台真正

意义上的电机──法拉第圆盘发电机，如图2所示。这台发电机制构造跟现代的发电机不同，

在磁场所中转动的不是线圈，而是一个紫铜做的圆盘。圆心处固定一个摇柄,圆盘的边缘和

圆心处各与一个电刷紧贴，用导线把电刷与电流表连接起来；铜圆盘放置在蹄形永磁体的磁

场中,当转动摇柄使铜圆盘旋转起来时，电流表的指针偏向一边，电路中产生了持续的电流。

同年夏天，亨利对法拉第的电动机模型进行了改进，制作了一个简单的装置（振荡电动机），

如图3所示，该装置的运动部件是在垂直方向上运动的电磁铁，当它们端部的导线与两个

电池交替连接时，电磁铁的极性自动改变，电磁铁与永磁体相互吸引或排斥，使电磁铁以每

分钟75各周期的速度上下运动。亨利的电动机的重要意义在于这是第一次展示了由磁极

排斥和吸引产生的连续运动，是电磁铁在电动机中的真正应用。

1832年，斯特金发明了换向器，据此对亨利的振荡电动机进行了改进，并制作了世界上

第一台能产生连续运动的旋转电动机,其原理如图4所示.后来他还制作了一个并励直流电动

机。

1832年，法国A.H.皮克西在巴黎公开了一台永久磁铁型旋转式交流发电机,如图5所示。

一年后，他在发电机上安装整流子,将交流电变为直流电。同年，俄籍德国人H.F.E.楞次

提出“电动机电动机－－发电机发电机原理――楞次定律,证明发电机和电动机是可逆的.但1870年以前,

直流发电机与电动机一直在独立发展着。

1834年，德国的雅可比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，如图6所示。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。

1845年，英国的惠斯通（G。Wheatstone）用电磁铁代替永久磁铁，并取得了专利权。

这是增强发电机输出功率的一个重要措施。

1854