1873格拉姆發(fā)明了什么_格拉姆的發(fā)明貢獻(xiàn)
在歷史上從來不缺偉人，在1873年格拉姆成功的發(fā)明出了電動(dòng)機(jī)。接下來由學(xué)習(xí)啦小編給大家?guī)?873格拉姆的發(fā)明，希望大家喜歡!
1873格拉姆發(fā)明了電動(dòng)機(jī)
電動(dòng)機(jī)是人們熟悉的一種動(dòng)力裝置，如今已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于人類生活的各個(gè)領(lǐng)域。然而卻很少有人知道，電動(dòng)機(jī)是在一百多年前維也納世博會(huì)上，一位叫格拉姆的工程師在一次操作失誤中意外誕生的。
1873年5月1日，在《藍(lán)色多瑙河》優(yōu)美的旋律中，維也納世博會(huì)隆重開幕，演出指揮臺(tái)上的小約翰施特勞斯如癡如醉，各展區(qū)內(nèi)的參觀者流連忘返。距離小約翰施特勞斯指揮臺(tái)不遠(yuǎn)處的機(jī)械廳里，比利時(shí)工程師齊納布?格拉姆一邊得意地隨著《藍(lán)色多瑙河》的節(jié)奏搖頭晃腦，一邊連接他帶來的發(fā)電機(jī),準(zhǔn)備向參觀者展示。
格拉姆的身邊擺滿了世界強(qiáng)國(guó)發(fā)明的電器，格拉姆帶來的是一臺(tái)環(huán)狀電樞自激直流發(fā)電機(jī)，在各國(guó)華麗明亮的參展品中，格拉姆的這臺(tái)機(jī)器就像一位灰姑娘一樣毫不起眼，但是滿臉大胡子的格拉姆很自信，這臺(tái)融合了自己多年心血的玩意兒，一定會(huì)讓觀眾和圈內(nèi)人士刮目相看。
格拉姆從小就做了工匠，所以他在機(jī)械制造方面應(yīng)該說很有天賦的。1851年的時(shí)候，英國(guó)已經(jīng)在首屆世博會(huì)上用種種蒸汽發(fā)明實(shí)際上改變了整個(gè)世界。當(dāng)時(shí)格拉姆大概25歲左右，那么他就想能否研制一種比蒸汽更為便捷的動(dòng)力呢?所以他著手開始做與此相關(guān)的各種各樣的實(shí)驗(yàn)。
電動(dòng)機(jī)簡(jiǎn)介
發(fā)電機(jī)實(shí)際上是什么樣的呢?就是一個(gè)閉合的線圈，如果它在磁場(chǎng)里頭轉(zhuǎn)動(dòng)，線圈里頭就會(huì)產(chǎn)生電流，那么反過來，如果你讓閉合的線圈里頭你給它通上電，就會(huì)讓它產(chǎn)生一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)的力矩，電能就變成了機(jī)械能，這就是我們通常所說的電動(dòng)機(jī)。那么格拉姆當(dāng)時(shí)一時(shí)興奮，他(誤)把別的發(fā)電機(jī)的輸出線接在了他自己的發(fā)電機(jī)的輸出線上邊，這相當(dāng)于給他的發(fā)電機(jī)的線圈提供了一個(gè)電流，就相當(dāng)于把他的發(fā)電機(jī)變成了電動(dòng)機(jī)，所以在沒有動(dòng)力機(jī)械的情況下，他這個(gè)發(fā)電機(jī)就高速地轉(zhuǎn)動(dòng)起來。
聞?dòng)嵍鴣淼墓こ處熀桶l(fā)明家們欣喜若狂：電能原來可以這么簡(jiǎn)單地轉(zhuǎn)化為機(jī)械能!他們立即設(shè)計(jì)了一個(gè)新的表演區(qū)，用一個(gè)小型的人工瀑布來驅(qū)動(dòng)水力發(fā)電機(jī)，發(fā)電機(jī)的電流帶動(dòng)一個(gè)電動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，電動(dòng)機(jī)又帶動(dòng)水泵來噴射水柱，現(xiàn)場(chǎng)觀眾興奮不已。
1873年維也納世博會(huì)后不久，實(shí)用電動(dòng)機(jī)隨即問世，電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的眾多技術(shù)和產(chǎn)品很快投入市場(chǎng)，格拉姆也被人們譽(yù)為“電動(dòng)機(jī)之父”。
電動(dòng)機(jī)發(fā)明人格拉姆
早在十九世紀(jì)三十年代，英國(guó)物理學(xué)家法拉第、法國(guó)人皮克希、德國(guó)工程師西門子等就一直在研究并完善著各種發(fā)電裝置。1870年，一直醉心于發(fā)電機(jī)研究的比利時(shí)工程師格拉姆終于研制出了性能優(yōu)良的環(huán)狀電樞自激直流發(fā)電機(jī)。但由于出身工匠的格拉姆當(dāng)時(shí)在科技界沒有什么影響，所以他的發(fā)明當(dāng)時(shí)并沒有引起人們注意。就在這時(shí)，奧地利政府宣布1873年將在維也納舉辦世博會(huì)，得知這一消息，格拉姆立刻意識(shí)到，自己的機(jī)會(huì)來了。
商人出身的格拉姆實(shí)際上早就很清楚，(雖說)發(fā)電機(jī)早就有了，但那些都只是放在實(shí)驗(yàn)室里頭供大家做實(shí)驗(yàn)用的，沒有真正地用于工業(yè)生產(chǎn)，所以也也就沒有什么商業(yè)價(jià)值。如果說把他自己做的這個(gè)產(chǎn)品(發(fā)電機(jī))拿出來然后進(jìn)行大規(guī)模地推廣制造的話，那么他就可以大賺一筆，他就可以變成富翁，所以他希望把自己的產(chǎn)品在(維也納)世博會(huì)上能夠露一手，讓大家都看看，實(shí)際上做一個(gè)免費(fèi)的廣告。
當(dāng)《藍(lán)色多瑙河》的旋律演奏完畢的時(shí)候，搖頭晃腦的格拉姆也已經(jīng)把發(fā)電機(jī)安裝完畢。然而，當(dāng)他把發(fā)電機(jī)輸出端上的最后一根線搭上后，令人驚訝的一幕出現(xiàn)了：在沒有任何動(dòng)力機(jī)械帶動(dòng)的情況下，發(fā)電機(jī)卻自己高速旋轉(zhuǎn)起來。
電動(dòng)機(jī)用途應(yīng)用
各種電動(dòng)機(jī)中應(yīng)用最廣的是交流異步電動(dòng)機(jī)(又稱感應(yīng)電動(dòng)機(jī))。它使用方便、運(yùn)行可靠、價(jià)格低廉、結(jié)構(gòu)牢固，但功率因數(shù)較低，調(diào)速也較困難。大容量低轉(zhuǎn)速的動(dòng)力機(jī)常用同步電動(dòng)機(jī)(見同步電機(jī))。同步電動(dòng)機(jī)不但功率因數(shù)高，而且其轉(zhuǎn)速與負(fù)載大小無關(guān)，只決定于電網(wǎng)頻率。工作較穩(wěn)定。在要求寬范圍調(diào)速的場(chǎng)合多用直流電動(dòng)機(jī)。但它有換向器，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，價(jià)格昂貴，維護(hù)困難，不適于惡劣環(huán)境。20世紀(jì)70年代以后，隨著電力電子技術(shù)的發(fā)展，交流電動(dòng)機(jī)的調(diào)速技術(shù)漸趨成熟，設(shè)備價(jià)格日益降低，已開始得到應(yīng)用。電動(dòng)機(jī)在規(guī)定工作制式(連續(xù)式、短時(shí)運(yùn)行制、斷續(xù)周期運(yùn)行制)下所能承擔(dān)而不至引起電機(jī)過熱的最大輸出機(jī)械功率稱為它的額定功率，使用時(shí)需注意銘牌上的規(guī)定。電動(dòng)機(jī)運(yùn)行時(shí)需注意使其負(fù)載的特性與電機(jī)的特性相匹配，避免出現(xiàn)飛車或停轉(zhuǎn)。電動(dòng)機(jī)能提供的功率范圍很大，從毫瓦級(jí)到萬千瓦級(jí)。電動(dòng)機(jī)的使用和控制非常方便，具有自起動(dòng)、加速、制動(dòng)、反轉(zhuǎn)、掣住等能力。一般電動(dòng)機(jī)調(diào)速時(shí)其輸出功率會(huì)隨轉(zhuǎn)速而變化。
市場(chǎng)情況
高效電機(jī)以Y系列交流異步電動(dòng)機(jī)替代JO2型電機(jī)基本不受機(jī)型限制，因此，所有應(yīng)用交流異步電動(dòng)機(jī)的場(chǎng)合都可以用Y系列電機(jī)取代JO2系列電機(jī)。Yx系列電機(jī)的市場(chǎng)潛力受到其容量的制約。原則上，90kW以下的交流異步電動(dòng)機(jī)可以由Yx系列的高效電機(jī)取代。90kW以下的交流異步電動(dòng)機(jī)裝機(jī)容量約占交流異步電動(dòng)機(jī)總量的30%左右。
近十多年來，中國(guó)政府致力于推廣電動(dòng)機(jī)調(diào)速技術(shù)，各行各業(yè)都在一定程度上采用了電動(dòng)機(jī)調(diào)速。據(jù)石油、電力、建材、鋼鐵、有色、煤炭、化工、造紙、紡織等部門對(duì)企業(yè)抽樣調(diào)查結(jié)果，石油、建材、化工行業(yè)電動(dòng)機(jī)調(diào)速應(yīng)用較好。在4億kW的電機(jī)負(fù)載中，約有50%是負(fù)載變動(dòng)的，其中的30%可以通過電機(jī)調(diào)速解決其負(fù)載變動(dòng)問題。因此僅就市場(chǎng)容量考慮，約有6000萬kW的調(diào)速電機(jī)市場(chǎng)。中國(guó)各類電動(dòng)機(jī)的裝機(jī)容量已超過4億kW，其中異步電動(dòng)機(jī)約占90%，中小型電動(dòng)機(jī)約占80%，拖動(dòng)風(fēng)機(jī)水泵及壓縮機(jī)類機(jī)械的電動(dòng)機(jī)約1.3億kW。中小型電動(dòng)機(jī)已超過152個(gè)系列，842個(gè)品種，4000多個(gè)規(guī)格。近十多年來，機(jī)械工業(yè)等有關(guān)部門大力抓電動(dòng)機(jī)的節(jié)電工作，組織領(lǐng)導(dǎo)了有關(guān)研究所及企業(yè)，先后設(shè)計(jì)制成多種節(jié)能電動(dòng)機(jī)，并明令頒布淘汰63種高耗能電動(dòng)機(jī)和推廣24種節(jié)能電動(dòng)機(jī)，取得了一定的成效。這些節(jié)能產(chǎn)品主要分成兩大類：一類是提高電動(dòng)機(jī)效率的高效電動(dòng)機(jī)，另一類是調(diào)速電動(dòng)機(jī)。
直流電動(dòng)機(jī)采用八角形全疊片結(jié)構(gòu)，適用于需要正、反轉(zhuǎn)的自動(dòng)控制技術(shù)中。
優(yōu)勢(shì)
無刷直流電機(jī)由電動(dòng)機(jī)主體和驅(qū)動(dòng)器組成，是一種典型的機(jī)電一體化產(chǎn)品。電動(dòng)機(jī)的定子繞組多做成三相對(duì)稱星形接法，同三相異步電動(dòng)機(jī)十分相似。電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子上粘有已充磁的永磁體，為了檢測(cè)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子的極性，在電動(dòng)機(jī)內(nèi)裝有位置傳感器。驅(qū)動(dòng)器由功率電子器件和集成電路等構(gòu)成，其功能是：接受電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)、停止、制動(dòng)信號(hào)，以控制電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)、停止和制動(dòng);接受位置傳感器信號(hào)和正反轉(zhuǎn)信號(hào)，用來控制逆變橋各功率管的通斷，產(chǎn)生連續(xù)轉(zhuǎn)矩;接受速度指令和速度反饋信號(hào)，用來控制和調(diào)整轉(zhuǎn)速;提供保護(hù)和顯示等等。
由于無刷直流電動(dòng)機(jī)是以自控式運(yùn)行的，所以不會(huì)象變頻調(diào)速下重載啟動(dòng)的同步電機(jī)那樣在轉(zhuǎn)子上另加啟動(dòng)繞組，也不會(huì)在負(fù)載突變時(shí)產(chǎn)生振蕩和失步。中小容量的無刷直流電動(dòng)機(jī)的永磁體，多采用高磁能積的稀土釹鐵硼(Nd-Fe-B)材料。因此，稀土永磁無刷電動(dòng)機(jī)的體積比同容量三相異步電動(dòng)機(jī)縮小了一個(gè)機(jī)座號(hào)。近三十年來針對(duì)異步電動(dòng)機(jī)變頻調(diào)速的研究，歸根到底是在尋找控制異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩的方法，稀土永磁無刷直流電動(dòng)機(jī)必將以其寬調(diào)速、小體積、高效率和穩(wěn)態(tài)轉(zhuǎn)速誤差小等特點(diǎn)在調(diào)速領(lǐng)域顯現(xiàn)優(yōu)勢(shì)。無刷直流電機(jī)因?yàn)榫哂兄绷饔兴㈦姍C(jī)的特性，同時(shí)也是頻率變化的裝置，所以又名直流變頻，國(guó)際通用名詞為BLDC無刷直流電機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)效率，低速轉(zhuǎn)矩，轉(zhuǎn)速精度等都比任何控制技術(shù)的變頻器還要好，所以值得業(yè)界關(guān)注。本產(chǎn)品已經(jīng)生產(chǎn)超過55kW，可設(shè)計(jì)到400kW，可以解決產(chǎn)業(yè)界節(jié)電與高性能驅(qū)動(dòng)的需求。
1、全面替代直流電機(jī)調(diào)速、全面替代變頻器+變頻電機(jī)調(diào)速、全面替代異步電機(jī)+減速機(jī)調(diào)速;
2、可以低速大功率運(yùn)行，可以省去減速機(jī)直接驅(qū)動(dòng)大的負(fù)載;
3、具有傳統(tǒng)直流電機(jī)的所有優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)又取消了碳刷、滑環(huán)結(jié)構(gòu);
4、轉(zhuǎn)矩特性優(yōu)異，中、低速轉(zhuǎn)矩性能好，啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩大，啟動(dòng)電流小;
5、無級(jí)調(diào)速，調(diào)速范圍廣，過載能力強(qiáng);
6、體積小、重量輕、出力大;
7、軟啟軟停、制動(dòng)特性好，可省去原有的機(jī)械制動(dòng)或電磁制動(dòng)裝置;
8、效率高，電機(jī)本身沒有勵(lì)磁損耗和碳刷損耗，消除了多級(jí)減速耗，綜合節(jié)電率可達(dá)20%~60%，僅節(jié)電一項(xiàng)一年收回購置成本;
9、可靠性高，穩(wěn)定性好，適應(yīng)性強(qiáng)，維修與保養(yǎng)簡(jiǎn)單;
10、耐顛簸震動(dòng)，噪音低，震動(dòng)小，運(yùn)轉(zhuǎn)平滑，壽命長(zhǎng);
11、沒有無線電干擾，不產(chǎn)生火花，特別適合爆炸性場(chǎng)所，有防爆型;
12、根據(jù)需要可選梯形波磁場(chǎng)電機(jī)和正旋波磁場(chǎng)電機(jī)。
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