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什么是直流电机?

直流 (DC) 电机是一种将电能转换为机械能的电机。直流电机通过直流电获取电能,并将这种能量转化为机械旋转。

直流电机使用产生的电流产生的磁场,为固定在输出轴内的转子的运动提供动力。输出扭矩和速度取决于电机的电气输入和设计。

直流电机的工作原理

术语“直流电机”用于指将直流电能转换为机械能的任何旋转电机。直流电机的尺寸和功率各不相同,从玩具和电器中的小型电机到为车辆提供动力、牵引电梯和起重机以及驱动轧钢机的大型机构。但是直流电机是如何工作的呢?

直流电机包括两个关键部件:定子和电枢。定子是电机的静止部分,而电枢则旋转。在直流电机中,定子提供旋转磁场,驱动电枢旋转。

一个简单的直流电机在定子中使用一组固定的磁铁,以及一个有电流流过的线圈,以产生与线圈中心对齐的电磁场。一个或多个绝缘线绕组缠绕在电机的铁芯上以集中磁场。

绝缘线绕组连接到换向器(旋转电气开关),该换向器向绕组施加电流。换向器允许每个电枢线圈依次通电,从而产生稳定的旋转力(称为扭矩)。

当线圈按顺序打开和关闭时,会产生一个旋转磁场,该磁场与定子中固定磁铁的不同磁场相互作用以产生扭矩,从而使其旋转。直流电机的这些关键工作原理使它们能够通过旋转运动将直流电的电能转换为机械能,然后用于推进物体。

谁发明了直流电机?

这个惊人的电气设备在很多方面彻底改变了我们的生活,但谁发明了直流电机?与所有重大创新一样,许多人通过类似机制的发展发挥了作用。

在美国,托马斯·达文波特 (Thomas Davenport) 作为第一台电动机的发明者而广为人知,毫无疑问,他是 1837 年第一个获得可用电动机专利的人。然而,达文波特并不是第一个制造电动机的人,他拥有各种到 Davenport 提交专利时,欧洲的发明家已经开发出更强大的版本。

1834 年,莫里茨·雅各比 (Moritz Jacobi) 提出了一种电机,其功率是达文波特后来申请专利的电机的三倍,而西布兰杜斯·斯特拉廷 (Sibrandus Stratingh) 和克里斯托弗·贝克尔 (Sibrandus Stratingh) 和克里斯托弗·贝克尔 (Christopher Becker) 于 1835 年通过运行一辆小型模型车率先展示了电动机的实际应用.

几年后的 1886 年,Frank Julian Sprague 发明了第一台实用的直流电机,他的发明导致了 1887 年第一个电机驱动的电车系统和 1892 年的第一台电动电梯。 Sprague 的直流电机是一个非常重要的发展,导致了将重塑工业和制造业面貌的各种应用。