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第1章绪论

第1章绪论

1.1电机和电力拖动技术的发展及在经济技术领域中的作用

电能是现代能源中应用最广的二次能源，它的生产、变换、传输、分配

、使用和控制都比较方便经济，而要实现电能的生产、变换和使用等都离不

开电机。电机就是一种将电能与机械能相互转换的电磁机械装置。因此，电

机一般有两种应用形式。第一种是把机械能转换为电能，称之为发电机，它

通过原动机先把各类一次能源蕴藏的能量转换为机械能，然后再把机械能转

换为电能，最后经输电、配电网络送往城市各工矿企业、家庭等各种用电场

合。第二种是把电能转换为机械能，称之为电动机，它用来驱动各种用途的

生产机械和其他装置，以满足不同的要求。电机是利用电磁感应原理工作，

它应用广泛，种类繁多，性能各异，分类方法也很多。常见的分类方法为：

按功能用途分，可分为常规电机和控制电机两大类。按照电机的结构或转速

分类，可分为变压器和旋转电机。根据电源的不同，旋转电机又分为直流电

机和交流电机两大类。交流电机又分为同步电机和异步电机两类。

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1.1电机和电力拖动技术的发展及在经济技术领域中的作用

1802年奥斯特发现了电流在磁场中受力的物理现象，随后由安培对这

种现象进行了科学的总结，发现了磁路定律及全电流定律。在此基础上人们

在实验室里制成了直流电动机的模型。1831年法拉第发现了电磁感应定律

，为生产制造各种发电机提供了依据。随后制成了直流发电机，替换了价格

昂贵的电池，为直流电动机的广泛应用提供了电源。可见在电机与电力拖动

发展史上首先得到应用的是直流电机。1871年凡麦尔发明了交流发电机，

1878年亚布洛契可夫用交流发电机和变压器发明的照明装置供电，1885

年意大利物理学家费拉利斯发现了两相电流可以产生旋转磁场，一年以后费

拉利斯和在美国的坦斯拉几乎同时制成了两相感应电动机的模型。

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1.1电机和电力拖动技术的发展及在经济技术领域中的作用

1888年多里沃多勃罗沃尔斯提出了三相制，并制成了三相感应电动机，

奠定三相电路和三相电机的基础。此后三相交流电迅速地发展起来到20世纪初

，各种三相交流电动机均已设计制造成功。进入20世纪以后，人们在降低电机

成本，减小电机尺寸，提高电机性能,选用新型电磁材料，改进电机生产工艺等

方面进行了大量工作，使现代电机与上世纪初的电机有很大差别。

我国的电机工业，从新中国成立以来的50多年间，建立了独立自主的完整

体系。早在1958年我国就研制成功当时世界上第一台1.2万kW双水内冷汽轮

发电机，显示了我国电机工业的迅速掘起。近些年来，随着对电机新材料的研

究以及计算机技术在电机设计、制造工艺中的应用，普通电机的性能得到提高

，而控制电机的高可靠性、高精度、快速响应使控制系统完成各种人工无法完

成的快速复杂的精巧工作。

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1.1电机和电力拖动技术的发展及在经济技术领域中的作用

关于应用各种电动机拖动各种生产机械的电力拖动技术，其发展也是

有个过程的。最初电动机拖动生产机械是通过天轴实现的，就是用一台电

动机通过天轴及机械传动系统拖动一组生产机械，称为成组拖动。它的能

量损耗大，生产效率低，劳动条件差，而且容易出事故。一旦电动机发生

故障，则成组的生产机械将停车，甚至整个车间的生产可能停顿。这种陈

旧、落后的拖动技术现在己经淘汰了。

从20世纪20年代起，开始采用由一台电动机拖动一台生产机械的系

统，称为单电动机拖动系统。与成组拖动相比，它省去了大量的中间传动

机构，使机械结构大大简化，提高了传动效率，增强了灵活性。由于电机

与生产机械在结构上配合密切，因而可以更好地满足生产机械的要求。

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1.1电机和电力拖动技术的发展及在经济技术领域中的作用

30年代起，开始发展采用多电动机拖动系统，即一台生产机械中的每

一个工作结构分别由一台电动机拖动，这样不仅大大简化了生产机械的机械

结构，而且可以使每一工作结构各自采用最合理的运动速度，进一步提高生

产效率。目前较大型的生产机械如龙门刨床、摇臂钻、铣床等，都是采用多

电动机拖动系统。

生产的发展，对拖动系统又提出更高的要求，如要求提高加工的精度和

工作的速度，要求快速启动、制动和逆转，实现很宽范围内的调速及整个生

产过程的自动化等，这就需要