Електрически двигател: Разлика между версии

[[Image:Faraday magnetic rotation.jpg|thumb|upright|200px|Експеримент на Фарадей, 1821<ref name="Faraday (1822)">{{cite journal|last=Faraday|first=Michael|title=On Some New Electro-Magnetical Motion, and on the Theory of Magnetism|journal=Quarterly Journal of Science, Literature and the Arts|year=1822|volume=XII|pages=74 &nbsp;– 96 (§IX)|url=http://archive.org/details/quarterlyjournal12jour|accessdate=12 February 2013|publisher=Royal Institution of Great Britain}}</ref>]]

Превръщането на електрическата енергия в механична чрез електромагнитни средства е демонстрирано от [[Майкъл Фарадей]] през [[1821]] г. Демонстрацията е представена, като свободно висящ проводник, потопен в [[живак]]., Поставена в центъра на живака е поставен постоянен [[магнит]] в центъра на живака. Когато през проводника премине [[Ток (електрически)|ток]], той се върти около магнита, показвайки че протичащият ток създава въртящо [[магнитно поле]] около проводника<ref name="SparkMuseum (Motor)">{{cite conference|title=The Development of the Electric Motor,|url=http://www.sparkmuseum.com/MOTORS.HTM|publisher=SparkMuseum|accessdate=12 February 2013|booktitle=Early Electric Motors}}</ref> . Този двигател често се демонстрира в училищата, катоно вместо живак се използва солена вода, и коятотова е най-простатата форма на електрически двигател. Нарича се още [[Еднополюсен генератор|еднополярен двигател]]. По-усъвършенстван вариант е [[колелото на Бароу]], но този тип еднополярни двигатели си остават неподходящи за практическо приложение.

Има два основни типа електродвигатели &nbsp;– асинхронни и синхронни машини &nbsp;– те възникват, като замисъл и реализация почти едновременно &nbsp;в края на [[19 век|деветнадесетото столетие]] в резултат на упорития творчески труд на трима души &nbsp;– [[Никола Тесла]], [[Михаил О. Доливо-Доброволски]] и [[Галилео Ферарис]]. Те работят напълно независимо един от друг в различни държави. Всеки от тях разработва асинхронната си машина наред с късосъединената и&#768; „версия“ (с ротор накъсо). Разработват ги за [[полифазна токова система|дву- и трифазната токови системи]], съединенията на "звезда“ и „триъгълник“ за трифазни системи. По късно се разработват машини "многоъгълник"„многоъгълник“ за повече от три фази.

По късно, когато се разработват много фазнимногофазни машини, за работа в по-малко фазна мрежа се използват фазоизместващи елементи, като дросели и кондензатори в останалите фази на машината.

*Първият колекторен DC електромотор в състояние да задвижи машини е изобретен от британския учен [[William Sturgeon]] през 1832 година<ref>{{cite book|last=Gee|first=William|title=Oxford Dictionary of National Biography|publisher=Oxford University Press|year=2004|chapter=Sturgeon, William (1783 &nbsp;– 1850)|doi=10.1093/ref:odnb/26748 }}</ref>.

*През 1882 [[Никола Тесла]] открива принципите на [[алтернатор|въртящото магнитно поле]] и въвежда използването на въртящия момент за работа с машини. Той го използва, за да създаде един уникален двуфазен индукционен двигател през 1883&nbsp;г<ref name="TFI (now)">{{cite web|last=The Case Files: Nikola Tesla|title=Two-Phase Induction Motor|url=http://www.fi.edu/learn/case-files/tesla/motor.html|publisher=The Franklin Institute|accessdate=2 December 2012}}</ref><ref name="Smil (2005)">{{Cite book|first=Vaclav|last= Smil|title=Creating the Twentieth Century:Technical Innovations of 1867 &nbsp;– 1914 and Their Lasting Impact|url=http://books.google.com/books?id=ZANP8uYlu1cC&pg=PA76|year=2005|publisher=Oxford University Press|isbn=978-0-19-988341-7|page=76}}</ref><ref name="Froehlich (1998)">{{Cite book|first=Fritz E.|last= Froehlich|coauthors=Kent, Allen|title=The Froehlich/Kent Encyclopedia of Telecommunications: Volume 17 &nbsp;– Television Technology|url=http://books.google.com/books?id=8j5bJ5OkGpgC&pg=PA37|accessdate=10 October 2012|date=1 December 1998|publisher=CRC Press|isbn=978-0-8247-2915-8|pages=37–}}</ref><ref name="Drury">{{cite book|url=http://books.google.com/books?id=vDQHzeEmSfUC&pg=PR14&lpg=PR14&dq=tesla+Ferraris+induction&source=bl&ots=SLjNT7Ui97&sig=Mvp66d6LH3KWUxrjdVBvFpl-lbY&hl=en&sa=X&ei=eGx3UNCXKLCB0QHH1YFA&ved=0CEgQ6AEwBTgU#v=onepage&q=tesla%20Ferraris%20induction&f=false|first= Bill|last= Drury|title= Control Techniques Drives and Controls Handbook|page= page xiv|year=2001|publisher=Institution of Electrical Engineers|isbn=0-86296-793-4 <!--Bad checksum-->}}</ref><ref name="Langsdorf (1955)">{{cite book|last=Langsdork|first=Alexander Suss |last=Langsdorf|title= Theory of Alternating-Current Machinery|year=1955|edition=2nd|page=245|url=http://books.google.ca/books/about/Theory_of_Alternating_Current_Machinery.html?id=zKVd780XHGcC&redir_esc=y|publisher=Tata McGraw-Hill|isbn=0-07-099423-4}}</ref><ref name="EAE (1977)">{{cite book|title=The Encyclopedia Americana| Volume 19|year= 1977|page=518}}</ref>

*През 1885 г., [[Галилео Ферарис]] независимо открива тази концепция<ref>{{cite web|title=Galileo Ferraris Physicist, Pioneer of Alternating Current Systems (1847 &nbsp;– 1897) Inventor of the Induction Motor „Father of three-phase current“ &nbsp;– Electrotechnical Congress, Frankfurt 1891|url=http://edisontechcenter.org/GalileoFerraris.html|publisher=Edison Tech Center|accessdate=3 July 2012}}</ref>. През 1888 г. Ферарис публикува своето откритие във вестника на Кралската Академия на науките в Торино<ref name="Ferraris (EBE)">{{cite web |url=http://www.britannica.com/EBchecked/topic/204963/Galileo-Ferraris |title=Galileo Ferraris|publisher=Encyclopædia Britannica}}</ref><ref name="Biography of Galileo Ferraris">{{cite web |url=http://profiles.incredible-people.com/galileo-ferraris/|title=Biography of Galileo Ferraris|publisher=Incredible People &nbsp;– Biographies of Famous People}}</ref>. През същата година [[Никола Тесла]] патентова двуфазна система за захранване на няколко вида двигатели на променлив ток, разработени от него. Поради големите възможности на променливия ток за отдалечено токозахранване, [[Джордж Уестингхаус]] незабавно купува патентите на Тесла и те са внедрени в производство.<ref name="Neidhofer (2007)">{{cite journal|last=Neidhöfer|first=Gerhard|title=Early Three-Phase Power (History)|journal=IEEE Power and Energy Magazine|volume=5|issue=5|pages=88 &nbsp;– 100|doi=10.1109/MPE.2007.904752|url=http://ieeexplore.ieee.org/xpl/articleDetails.jsp?tp=&arnumber=4295047&contentType=Journals+%26+Magazines&queryText%3Dearly+three-phase+power+winner+in+the+development+of+polyphase}}</ref><ref name="Pansini (1989)">{{cite book |title= Basic of Electric Motors |last= Pansini |first= Anthony J. |year=1989 |publisher=Pennwell Publishing Company |isbn=0-13-060070-9 |page=45 |url=http://books.google.it/books?id=CxQdC6xPFSwC&pg=PA45&lpg=PA45&dq=GALILEO+FERRARIS+AC+MOTOR+INVENTION&source=web&ots=jjeS-hcv2T&sig=cYbNfNNeVwvMIhR-JCP8uReedRU&hl=it&sa=X&oi=book_result&resnum=1&ct=result#v=onepage&q&f=false}}</ref><ref name="Alger (1976)"/><ref name="Alger (1976)">{{cite journal|last=Alger|first=P.L.|coauthors=Arnold, R.E.|title=The History of Induction Motors in America|journal=Proceedings of the IEEE|year=1976|volume=64|issue=9|pages=1380 &nbsp;– 1383|doi=10.1109/PROC.1976.10329|accessdate=1 December 2012}}</ref><ref name="Klooster (2009)">{{cite book|last=Klooster|first=John W.|title=Icons of Invention the Makers of the Modern World from Gutenberg to Gates.|publisher=ABC-CLIO|location=Santa Barbara|isbn=978-0-313-34744-3|url=http://books.google.com/books?id=WKuG-VIwID8C&pg=PA305&lpg=PA305&dq=tesla+hired+by+westinghouse&source=bl&ots=KDI0aTz0EK&sig=oct2jnPyWkQ3qvUR-JmstK9F0FI&hl=en&sa=X&ei=jRwxUKK3LtS80QHjxoGYAg&sqi=2&ved=0CEEQ6AEwAw#v=onepage&q=tesla%20hired%20by%20westinghouse&f=false|date=30 July 2009 |[page=305|accessdate=10 September 2012}}</ref><ref name="Klooster (2009)"/><ref name="Day (1996)">{{cite book|last=Day|first=Lance |title=Biographical Dictionary of the History of Technology|year=1996|publisher=Routledge|location=London|isbn=0-203-02829-5|coauthors=McNeil, Ian; (Editors)|page=1204|accessdate=2 December 2012|url=http://books.google.ca/books?id=n--ivouMng8C&pg=PA1204&lpg=PA1204&dq=tesla+induction+motor+patent&source=bl&ots=CwZdCXFBMs&sig=yHtXcB6ukl3dO26c73h884URzsI&hl=en&sa=X&ei=1VpOUKCPAaLv0gGb14HwAw&redir_esc=y#v=onepage&q=tesla%20induction%20motor%20patent&f=false}}</ref><ref name="Froehlich (1992)">{{cite book|last=Froehlich|first=Fritz E. Editor-in-Chief|coauthors=Allen Kent Co-Editor|title=The Froehlich/Kent Encyclopedia of Telecommunications: Volume 17 &nbsp;– Television Technology to Wire Antennas|year=1992|publisher=Marcel Dekker, Inc.|location=New York|isbn=0-8247-2902-1|url=http://www.amazon.com/Froehlich-Kent-Encyclopedia-Telecommunications-Television/dp/0824729153#reader_0824729153|edition=First|accessdate=2 December 2012|page=36}}</ref>

В България производството на асинхронни машини за двигатели започва едва през тридесетте години на [[20 век]] в малки частни работилници в градове като [[Троян]], [[Ловеч]], [[Габрово]] и [[София]]. По-късно е построен силнотоковият завод „Васил Коларов“ край [[София]], където започва серийно производство на [[електрически машини]]. През 50-те години развитието на отрасъла е бурно &nbsp;– страната се електрифицира, строят се [[завод]]и, има огромна нужда от [[двигател]]и в [[промишленост|производството]] и в електротранспорта, от [[генератор]]и в [[електроцентрала|електроцентралите]]. Производството на [[електрически машини]] се разпределя по територията на страната и заводите се специализират. Например, големите асинхронни машини продължават да се произвеждат в София, средно големите (от 4-ти, 5-ти, а по-късно и от 6-ти) габарити се преместват за производство в завод „[[ЗАЕ-Пловдив]]“ в началото на 60-те &nbsp;– и в „ЗЕД Димо Дичев &nbsp;[[Харманли]], а малките, които имат най-богата и разнообразна номенклатура, се преместват в завод „[[ЕЛПРОМ-Троян]]“ и в [[Тетевен]].

Развитието на изследванията в областта на електрическите машини в [[НИПКИЕП "Никола Белопитов"]] довеждат до впечатляващи резултати &nbsp;– непрекъснато се подобряват енергийните, експлоатационните и [[естетика|естетико]]-[[ергономия|ергономичните]] характеристики на асинхронните двигатели, произведени в [[България]].

Съществува и т. нар. "Обърнат„Обърнат двигател"двигател“, на който роторът е отвън, а статора вътре.

* [[Еднофазен двигател|еднофазни]] &nbsp;– пуска се ръчно, или има пускова намотка, или има фазоизместваща верига;

* [[двуфазен]] &nbsp;– или [[Кондензаторен двигател]];

Вариант на постояннотоковия двигател е ''универсалният двигател''. Името му произлиза от факта, че може да се захрани както с постоянно, така и с променливо напрежение. В практиката обикновено тези двигатели се захранват с променливо напрежение. Принципът се състои в това, че в универсалният двигател полето на котвата и индуктора (от там сумарният магнитен поток) се сменят по едно и също време и механичната сила ще е винаги в една и съща посока. Двигателят трябва да е специално проектиран, така че да може да се захранва и с променливо напрежение заради комутацията. При не добро проектиране искрите в колектора са значителни. Универсалният двигател е по-малко ефективен от еквивалентния „чист“ ''постояннотоков'' двигател. '''Тези двигатели са винаги''' '''серийни''' /''при променлив ток има изместване на вектора на магнитното поле между статорното и роторно поле. Котвата е с малко, но дебели проводници, а индукторът с много но тънки проводници и при променлив ток се получава твърде неефективен или неработещ двигател''/. Мощността им е ограничена и рядко надминава два киловата. В някои страни универсалните двигатели са в основата на традиционната им железница. За да подобрят комутацията, те често работят при напрежение с понижена честота 25Hz или 16 ²/₃ Hz.

Предимството на универсалния двигател е, че може да се захранва с променливо напрежение и има близки характеристики с постояннотоковия двигател: голям пусков въртящ момент, малки размери, високи скорости на въртене, лесно регулиране на скоростта на въртене. Затова такива двигатели се използват в мощни ръчни инструменти (ъглошлайфи, ръчни бормашини, електрически ножици и триони, домакински и промишлени миксери, и др.) Тези двигатели, имат също като постояннотоковите, много добъри масообени показатели. Регулирането на оборотите им, когато е захранен с променливо напрежение, се осъществява с [[тиристор]]на или транзисторна схема. Стъпковият контрол при стъпковите двигатели лесно може да се осъществи с [[микропроцесор]]на схема и тиристор или транзистор, комутиращ намотките. Домакинските роботи, които се рекламират заради многото си скорости, комбинират намотките с няколко разклонения. Много от съвременните домакински роботи са с намотки без разклонения и електронна схема. Това изпълнение е по-технологично за изработка.