格拉姆 各种电动机中应用最广的是交流异

　　1873格拉姆发明了电动机

　　电动机是人们熟悉的一种动力装置，如今已经被广泛应用于人类生活的各个领域。然而却很少有人知道，电动机是在一百多年前维也纳世博会上，一位叫格拉姆的工程师在一次操作失误中意外诞生的。

　　1873年5月1日，在《蓝色多瑙河》优美的旋律中，维也纳世博会隆重开幕，演出指挥台上的小约翰施特劳斯如痴如醉，各展区内的参观者流连忘返。距离小约翰施特劳斯指挥台不远处的机械厅里，比利时工程师齐纳布?格拉姆一边得意地随着《蓝色多瑙河》的节奏摇头晃脑，一边连接他带来的发电机,准备向参观者展示。

　　格拉姆的身边摆满了世界强国发明的电器，格拉姆带来的是一台环状电枢自激直流发电机，在各国华丽明亮的参展品中，格拉姆的这台机器就像一位灰姑娘一样毫不起眼，但是满脸大胡子的格拉姆很自信，这台融合了自己多年心血的玩意儿，一定会让观众和圈内人士刮目相看。

　　格拉姆从小就做了工匠，所以他在机械制造方面应该说很有天赋的。1851年的时候，英国已经在首届世博会上用种种蒸汽发明实际上改变了整个世界。当时格拉姆大概25岁左右，那么他就想能否研制一种比蒸汽更为便捷的动力呢?所以他着手开始做与此相关的各种各样的实验。

　　电动机简介

　　发电机实际上是什么样的呢?就是一个闭合的线圈，如果它在磁场里头转动，线圈里头就会产生电流，那么反过来，如果你让闭合的线圈里头你给它通上电，就会让它产生一个转动的力矩，电能就变成了机械能，这就是我们通常所说的电动机。那么格拉姆当时一时兴奋，他(误)把别的发电机的输出线接在了他自己的发电机的输出线上边，这相当于给他的发电机的线圈提供了一个电流，就相当于把他的发电机变成了电动机，所以在没有动力机械的情况下，他这个发电机就高速地转动起来。

　　闻讯而来的工程师和发明家们欣喜若狂：电能原来可以这么简单地转化为机械能!他们立即设计了一个新的表演区，用一个小型的人工瀑布来驱动水力发电机，发电机的电流带动一个电动机运转，电动机又带动水泵来喷射水柱，现场观众兴奋不已。

　　1873年维也纳世博会后不久，实用电动机随即问世，电能转化为机械能的众多技术和产品很快投入市场，格拉姆也被人们誉为“电动机之父”。

　　电动机发明人格拉姆

　　早在十九世纪三十年代，英国物理学家法拉第、法国人皮克希、德国工程师西门子等就一直在研究并完善着各种发电装置。1870年，一直醉心于发电机研究的比利时工程师格拉姆终于研制出了性能优良的环状电枢自激直流发电机。但由于出身工匠的格拉姆当时在科技界没有什么影响，所以他的发明当时并没有引起人们注意。就在这时，奥地利政府宣布1873年将在维也纳举办世博会，得知这一消息，格拉姆立刻意识到，自己的机会来了。

　　商人出身的格拉姆实际上早就很清楚，(虽说)发电机早就有了，但那些都只是放在实验室里头供大家做实验用的，没有真正地用于工业生产，所以也也就没有什么商业价值。如果说把他自己做的这个产品(发电机)拿出来然后进行大规模地推广制造的话，那么他就可以大赚一笔，他就可以变成富翁，所以他希望把自己的产品在(维也纳)世博会上能够露一手，让大家都看看，实际上做一个免费的广告。

　　当《蓝色多瑙河》的旋律演奏完毕的时候，摇头晃脑的格拉姆也已经把发电机安装完毕。然而，当他把发电机输出端上的最后一根线搭上后，令人惊讶的一幕出现了：在没有任何动力机械带动的情况下，发电机却自己高速旋转起来。

　　电动机用途应用

　　各种电动机中应用最广的是交流异步电动机(又称感应电动机)。它使用方便、运行可靠、价格低廉、结构牢固，但功率因数较低，调速也较困难。大容量低转速的动力机常用同步电动机(见同步电机)。同步电动机不但功率因数高，而且其转速与负载大小无关，只决定于电网频率。工作较稳定。在要求宽范围调速的场合多用直流电动机。但它有换向器，结构复杂，价格昂贵，维护困难，不适于恶劣环境。20世纪70年代以后，随着电力电子技术的发展，交流电动机的调速技术渐趋成熟，设备价格日益降低，已开始得到应用。电动机在规定工作制式(连续式、短时运行制、断续周期运行制)下所能承担而不至引起电机过热的最大输出机械功率称为它的额定功率，使用时需注意铭牌上的规定。电动机运行时需注意使其负载的特性与电机的特性相匹配，避免出现飞车或停转。电动机能提供的功率范围很大，从毫瓦级到万千瓦级。电动机的使用和控制非常方便，具有自起动、加速、制动、反转、掣住等能力。一般电动机调速时其输出功率会随转速而变化。

　　市场情况

　　高效电机以Y系列交流异步电动机替代JO2型电机基本不受机型限制，因此，所有应用交流异步电动机的场合都可以用Y系列电机取代JO2系列电机。Yx系列电机的市场潜力受到其容量的制约。原则上，90kW以下的交流异步电动机可以由Yx系列的高效电机取代。90kW以下的交流异步电动机装机容量约占交流异步电动机总量的30%左右。

　　近十多年来，中国政府致力于推广电动机调速技术，各行各业都在一定程度上采用了电动机调速。据石油、电力、建材、钢铁、有色、煤炭、化工、造纸、纺织等部门对企业抽样调查结果，石油、建材、化工行业电动机调速应用较好。在4亿kW的电机负载中，约有50%是负载变动的，其中的30%可以通过电机调速解决其负载变动问题。因此仅就市场容量考虑，约有6000万kW的调速电机市场。中国各类电动机的装机容量已超过4亿kW，其中异步电动机约占90%，中小型电动机约占80%，拖动风机水泵及压缩机类机械的电动机约1.3亿kW。中小型电动机已超过152个系列，842个品种，4000多个规格。近十多年来，机械工业等有关部门大力抓电动机的节电工作，组织领导了有关研究所及企业，先后设计制成多种节能电动机，并明令颁布淘汰63种高耗能电动机和推广24种节能电动机，取得了一定的成效。这些节能产品主要分成两大类：一类是提高电动机效率的高效电动机，另一类是调速电动机。

　　直流电动机采用八角形全叠片结构，适用于需要正、反转的自动控制技术中。

　　优势

　　无刷直流电机由电动机主体和驱动器组成，是一种典型的机电一体化产品。电动机的定子绕组多做成三相对称星形接法，同三相异步电动机十分相似。电动机的转子上粘有已充磁的永磁体，为了检测电动机转子的极性，在电动机内装有位置传感器。驱动器由功率电子器件和集成电路等构成，其功能是：接受电动机的启动、停止、制动信号，以控制电动机的启动、停止和制动;接受位置传感器信号和正反转信号，用来控制逆变桥各功率管的通断，产生连续转矩;接受速度指令和速度反馈信号，用来控制和调整转速;提供保护和显示等等。

　　由于无刷直流电动机是以自控式运行的，所以不会象变频调速下重载启动的同步电机那样在转子上另加启动绕组，也不会在负载突变时产生振荡和失步。中小容量的无刷直流电动机的永磁体，多采用高磁能积的稀土钕铁硼(Nd-Fe-B)材料。因此，稀土永磁无刷电动机的体积比同容量三相异步电动机缩小了一个机座号。近三十年来针对异步电动机变频调速的研究，归根到底是在寻找控制异步电动机转矩的方法，稀土永磁无刷直流电动机必将以其宽调速、小体积、高效率和稳态转速误差小等特点在调速领域显现优势。无刷直流电机因为具有直流有刷电机的特性，同时也是频率变化的装置，所以又名直流变频，国际通用名词为BLDC无刷直流电机的运转效率，低速转矩，转速精度等都比任何控制技术的变频器还要好，所以值得业界关注。本产品已经生产超过55kW，可设计到400kW，可以解决产业界节电与高性能驱动的需求。

　　1、全面替代直流电机调速、全面替代变频器+变频电机调速、全面替代异步电机+减速机调速;

　　2、可以低速大功率运行，可以省去减速机直接驱动大的负载;

　　3、具有传统直流电机的所有优点，同时又取消了碳刷、滑环结构;

　　4、转矩特性优异，中、低速转矩性能好，启动转矩大，启动电流小;

　　5、无级调速，调速范围广，过载能力强;

　　6、体积小、重量轻、出力大;

　　7、软启软停、制动特性好，可省去原有的机械制动或电磁制动装置;

　　8、效率高，电机本身没有励磁损耗和碳刷损耗，消除了多级减速耗，综合节电率可达20%~60%，仅节电一项一年收回购置成本;

　　9、可靠性高，稳定性好，适应性强，维修与保养简单;

　　10、耐颠簸震动，噪音低，震动小，运转平滑，寿命长;

　　11、没有无线电干扰，不产生火花，特别适合爆炸性场所，有防爆型;

　　12、根据需要可选梯形波磁场电机和正旋波磁场电机。

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