直流电机的发展史

a
10
直流电机结构的改进
1821年～ 1895年间是直流电机结构不断改进、逐渐统 一定型的时期。初期，直流电机结构五花八门，与现 今直流电机结构大相径庭，而且直流电动机和直流发 电机各自独立发展，结构也不尽相同。
a
11
1、电枢
早期直流电机电枢多采用螺线管式线圈，输出 功率小，电压波形不好，电机效率也较低。后来出 现了各种各样的盘形电枢(图8．5～图8．7)。
1832年斯特金制成首台带换向器的直流电动机 1833年里奇发明旋转电磁针。同年他制成台旋转直流电动机。里奇电动机已具有 现代旋转电动机的结构雏形。
1834年达文波特制成一台直流电动机，并尝试用直流电动机作为原动机，驱动轮 子前进，开电动机应用之先河。
l837年达文波特的直流电动机发明获得美国专利(No．132)。这是人类历史上第一 个电机专利。
4、在直流电机换向理论方面，l9世纪末，E．阿诺尔德(E．Arnold)和 拉姆(B．G．I amine)等建立了古典换向理论
总之，经过人们近半个世纪的不懈努力，到1890年代，直流电机理论 已比较成熟，直流电机设计计算已从经验设计阶段过渡到可以进行理 论分析计算的阶段。
a
9
在电磁方面提出的著名的亥 姆霍茨定律对直流电机的发 展中做出了巨大的贡献。
a
7
爱迪生
a
8
直流电机理论的发展
1、在电路理论方面，1845年，德国科学家基尔霍夫(G．R．Kh'chhofO 提出了著名的基尔霍夫电路定律。
2、在直流电机基础理论探索方面，1838年，楞次阐明了电机的可逆 性原理，使发电机的研究和电动机的研究殊途同归
3、1 866年～ 1 867年初，瓦里(C．F．Varley)、惠斯通和W 西门子先 后发现直流电机自励原理，为直流电机的大型化和实用化奠定了基础；
1839年雅可比进行电动轮船实验。这是人类历史上第一次电动机实际应用的大型 试验，它打开了电动机应用的大门。
a
4
2、直流发电机
1831年法拉第发现电磁感应定律，并制成第一台圆盘 式单极直流发电机。
1 832年皮克西制成永久磁铁手摇直流发电机，它是世 界上首台报导制造的直流发电机。
1 845年惠斯通制成首台电磁铁励磁的直流发电机(以前 用永久磁铁)。
a
14
磁极
在直流电机萌芽期间，磁极最早采用永久磁 铁，主要有直棒形和马蹄形两大类。1845年 前后，人们开始用电磁铁代替永久磁铁作为 直流电机的励磁。电磁铁的磁极铁心的形状 五花八门。图8-2l收集、归纳出了l2种磁极 铁心形状。
a为铁壳型，磁通损失较小，当时用的较多； b为向上型，又称卡普(Kapp)型，简单，用得也
机中广泛采用： k为早期格拉姆(Gramme)型；
l为郎德尔(Lundel1)型，一个线圈，曾用于小型
直流电机中。
a
15
电刷
早期直流电机换向器的电刷均为铜片电刷，这种电刷较硬，对换向器磨损大， 而且摩擦损耗大，电刷的振动、火花等均比较严重。后来改进采用具有弹性 的铜片电刷、铜丝电刷和铜网电刷。1888年，比利时发明家德波尔(c．J．von Depoele，后移居美国，1846～ 1892)发明用碳材料制作电刷(碳刷)，
1852年～ 1856年英法联盟公司成立，并制成蒸汽机驱 动的电磁式直流发电机，发电机首次进入工业、商业
运用领域。
a
5
3、直流发电机和直流电动机
1838年楞次提出电机既可作发电机运行，又可作电动机运行的电 机可逆原理。 1860年 巴辛诺特应用电机可逆原理，制成第一台既可作发电机运 行，又可作电动机运行的直流电机。
较多；
c为向下型，必须置于非磁性材料的底板上；
d与“c”类似，但只有一个线圈；
e为多极直流电机磁极铁心，图中为4极，推 而广之，可以是6、8、10⋯⋯极，它是现今仍普遍采
用的型式； f为曼彻斯特型，又称Westminster型，早期应
用较多； g为简易型，又称C型； h为采用4个线圈的曼彻斯特型； i为采用1个线圈的铁壳型； J为曼彻斯特环形，早期在小型直流风扇电动
1851年辛斯特登提出用通电线圈代替永久磁铁，作为电机的励磁。
1866年W．西门子提出直流电机利用电机剩磁进行自励的原理， 并制成自励直流发电机(Dy．namo)。
1 873年方丹在维也纳世界博览会上用直流发电机发出的电使直流 电动机运转，解决了困扰多年的直流电动机的电源问题(在此以前， 直流电动机采用电池作为电源)，推动了直流电动机的应用。
直流电机的发展史
a
1
我从哪里来， 要到哪里去？
a
2
贫僧从东土大 唐而来，要到 西天取天去！
a
3
1、直流电动机
1821年9月 法拉第进行水银杯转动实验，首次利用电流பைடு நூலகம்效应将电能转变为旋转 运动的机械能。
1822年巴洛制成巴洛星形轮电动机。 1823年斯特金制成圆盘式直流电动机。
1831年亨利引入“电动机”(electricmotor)这个名词，提出了制造电动机的设想， 并预言电动机将有广泛应用前景。同年，亨利制成首台摆动式直流电动机。
a
12
1866年，W．西门予(W．Siemens)发明梭形(H形) 电枢(图8．8)， 1867年，西门子一哈尔斯克公司即制成带梭形电 枢的直流发电机(图8．9)。
a
13
环形电枢最早是由巴辛诺特在l860 年提出的(图8．10)，
1880年代开始将成型线圈放入电枢铁心 槽中(图8．17)或孔中，这种电枢一直 沿用至今。
a
6
二、 直流电机萌芽、发展时期(1821～ 1895)
从1821年第一台直流电动机雏形诞生到I895年直流发电机在尼亚 加拉瀑布Adams电站水轮发电机国际招标中败北，是直流电机萌 芽发展时期。在此期间，1 880年前后爱迪生和斯旺(J．W_Swan， 1828～ 1914)(图8．1)独立发明的白炽灯，极大地推动了直流电 的应用，刺激了直流发电机的发展。自此，直流电机一路高歌， 独霸世界。但1895年直流发电机在尼亚加拉瀑布Adam s电站投标 的败北，迅速遏制了直流电机一路飙升的势头和直流电机称雄世 界的局面。1821年～ 1895年期间，直流电机在理论方面日益完善， 逐渐成熟；在结构方面不断改进，走向统一；在产品方面，由小 到大，从实验室全面进入实际应用领域。