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超声波电机的发展历史简介(电机发展演变史)

来源:www.xrdq.ne   时间:2022-12-29 16:08   点击:134  编辑:admin   手机版

1. 电机发展演变史

机床是将金属毛坯加工成机器零件的机器,它是制造机器的机器,所以又称为”工作母机”或”工具机”,习惯上简称机床。现代机械制造中加工机械零件的方法很多:除切削加工外,还有铸造、锻造、焊接、冲压、挤压等,但凡属精度要求较高和表面粗糙度要求较细的零件,一般都需在机床上用切削的方法进行最终加工。在一般的机器制造中,机床所担负的加工工作量占机器总制造工作量的40%-60%,机床在国民经济现代化的建设中起着重大作用。

(一)机床的发展简史

  1.1 古代树木机床公元前二千多年出现的树木车床是机床最早的雏形。工作时,脚踏绳索下端的套圈,利用树枝的弹性使工件由绳索带动旋转,手拿贝壳或石片等作为刀具,沿板条移动工具切削工件。中世纪的弹性杆棒车床运用的仍是这一原理。

  1.2 十五世纪的机床雏形十五世纪由于制造钟表和武器的需要,出现了钟表匠用的螺纹车床和齿轮加工机床,以及水力驱动的炮筒镗床。1501年左右,意大利人列奥纳多·达芬奇曾绘制过车床、镗床、螺纹加工机床和内圆磨床的构想草图,其中已有曲柄、飞轮、项尖和轴承等新机构。中guo明朝出版的《天工开物》中也载有磨床的结构,用脚踏的方法使铁盘旋转,加上沙子和水来剖切玉石。

  1.3 工业革命导致了各种机床的产生和改进十八世纪的工业革命推动了机床的发展。1774年,英国人威尔金森发明了较精密的炮筒镗床。次年,他用这台炮筒镗床镗出的汽缸,满足了瓦特蒸汽机的要求。为了镗制更大的汽缸,他又于1775年制造了一台水轮驱动的汽缸镗床,促进了蒸汽机的发展。从此,机床开始用蒸汽机通过曲轴驱动。

  1797年,英国人莫兹利创制成的车床由丝杠传动刀架,能实现机动进给和车削螺纹,这是机床结构的一次重大变革。莫兹利也因此被称为“英国机床工业之父”。

  19世纪,由于纺织、动力、交通运输机械和军火生产的推动,各种类型的机床相继出现。1817年,英国人罗伯茨创制龙门刨床;1818年美国人惠特尼制成卧式铣床;1876年,美国制成万能外圆磨床;1835和1897年又先后发明滚齿机和插齿机。

  十九世纪最优秀的机械技师应数惠特沃斯,他于1834年制成了测长机,该测长机可以测量出长度误差万分之一英寸左右。这种测长机的原理和千分尺相同,通过转动分度板可以进出的螺纹夹持住工件,使用滑尺读出分度板上的分度。1835年,惠特沃斯在他32岁时发明滚齿机。除此以外,惠特沃斯还设计了测量圆筒的内圆和外圆的塞规和环规。建议全部的机床生产业者都采用同一尺寸的标准螺纹。后来,英国的制定工业标准协会接受了这一建议,从那以后直到今日,这种螺纹作为标准螺纹被各国所使用。

  工业技术发展的中心,从十九世纪起,就悄悄从英国移向美国。把英国的技术声望夺过去的人中,惠特尼堪称佼佼者。惠特尼聪颖过人,具有远见卓识,他率先研究出了作为大规模生产的可更换部件的系统。至今还很活跃的惠特尼工程公司,早在19世纪四十年代就研制成功了一种转塔式六角车床。这种车床是随着工件制做的复杂化和精细化而问世的,在这种车床中,装有一个绞盘,各种需要的刀具都安装在绞盘上,这样,通过旋转固定工具的转塔,就可以把工具转到所需的位置上。

  随着电动机的发明,机床开始先采用电动机集中驱动,后又广泛使用单独电动机驱动。二十世纪初,为了加工精度更高的工件、夹具和螺纹加工工具,相继创制出坐标镗床和螺纹磨床。同时为了适应汽车和轴承等工业大量生产的需要,又研制出各种自动机床、仿形机床、组合机床和自动生产线。

  1.4 1900年**精密化时期19世纪末到20世纪初,单一的车床已逐渐演化出了铣床、刨床、磨床、钻床等等,这些主要机床已经基本定型,这样就为20世纪前期的精密机床和生产机械化和半自动化创造了条件。

  在20世纪的前20年内,人们主要是围绕铣床、磨床和流水装配线展开的。由于汽车、飞机及其发动机生产的要求,在大批加工形状复杂、高精度及高光洁度的零件时,迫切需要精密的、自动的铣床和磨床。由于多螺旋线刀刃铣刀的问世,基本上解决了单刃铣刀所产生的振动和光洁度不高而使铣床得不到发展的困难,使铣床成为加工复杂零件的重要设备。

  被世人誉为“汽车之父”的福特,提出:汽车应该是“轻巧的、结实的、可靠的和便宜的”。为了实现这一目标,必须研制高效率的磨床,为此,美国人诺顿于1900年用金刚砂和刚玉石制成直径大而宽的砂轮,以及刚度大而牢固的重型磨床。磨床的发展,使机械制造技术**了精密化的新阶段。

  1.5 1920年**半自动化时期在1920年以后的30年中,机械制造技术**了半自动化时期,液压和电器元件在机床和其他机械上逐渐得到了应用。1938年,液压系统和电磁控制不但促进了新型铣床的发明,而且在龙门刨床等机床上也推广使用。30年代以后,行程开关——电磁阀系统几乎用到各种机床的自动控制上了。

  1.6 1950年**自动化时期第二次世界大战以后,由于数控和群控机床和自动线的出现,机床的发展开始**了自动化时期。数控机床是在电子计算机发明之后,运用数字控制原理,将加工程序、要求和更换刀具的操作数码和文字码作为信息进行存贮,并按其发出的指令控制机床,按既定的要求进行加工的新式机床。

  1.6.1 世界第一台数控机床(铣床)诞生(1951年)数控机床的方案,是美国的帕森斯在研制检查飞机螺旋桨叶剖面轮廓的板叶加工机时向美国空军提出的,在麻省理工学院的参加和协助下,终于在1949年取得了成功。1951年,他们正式制成了第一台电子管数控机床样机,成功地解决了多品种小批量的复杂零件加工的自动化问题。以后,一方面数控原理从铣床扩展到铣镗床、钻床和车床,另一方面,则从电子管向晶体管、集成电路方向过渡。1958年。美国研制成能自动更换刀具,以进行多工序加工的加工中心。

  1.6.2 世界第一条数控生产线诞生(1968年)1968年,英国的毛林斯机械公司研制成了第一条数控机床组成的自动线,不久,美国通用电气公司提出了“工厂自动化的先决条件是零件加工过程的数控和生产过程的程控”,于是,到70年代中期,出现了自动化车间,自动化工厂也已开始建造。

  1970年至1974年,由于小型计算机广泛应用于机床控制,出现了三次技术突破。第一次是直接数字控制器,使一台小型电子计算机同时控制多台机床,出现了“群控”;第二次是计算机辅助设计,用一支光笔进行设计和修改设计及计算程序;第三次是按加工的实际情况及意外变化反馈并自动改变加工用量和切削速度,出现了自适控制系统的机床。

  经过100多年的风风雨雨,机床的家族已日渐成熟,真正成了机械领域的“工作母机”。

2. 电机发展演变史简介

整个人类社会历史进程看,生产力始终是促进人类社会向前发展的最终决定性因素。这是马克思主义唯物史观早已昭示的真理。

人类社会各个不同的社会形态由低级向高级的更替和发展,每一新的社会形态由初步形成到进一步完善和发展,以至最后走向灭亡或消亡的过程,归根到底都是由生产力的发展所决定的。无论什么样的生产关系和上层建筑,都要适应生产力的发展而发展,如果它们不能适应生产力发展的要求,而成为生产力发展和社会进步的障碍,那就必然会引发调整和变革。

由于生产力的发展决定着生产关系以及上层建筑的变化方向和发展趋势,从而最终决定着人类社会的整个历史发展进程。

在一定历史阶段上作为

科学

物化的先进的生产工具,既是一定历史阶段生产力发展水平的重要标志,也是区分不同历史时期和经济形态的社会关系的指示器。如石器、青铜器、铁器、蒸汽机、电动机,以及以信息科学、生命科学和纳米技术为代表的现代科技生产力,它们的发展演进和科技含量不断提高的过程,反映了生产力水平及相应社会形态由低向高发展的基本趋势和走向。

人们在利用属于先进生产力的生产工具作用于他身外的自然并改变自然时,也就同时改变了他自身的自然。从而在改造客观世界的过程中,使人们理论思维和科学素质不断提高,使人们对宏观世界和微观世界的认识不断深化,使人们改造客观世界的能力不断增强,从而推动着人类社会的不断进步和向前发展。

由此可见,先进生产力在经济和社会发展中居于重要地位并具有决定性作用。放眼世界和未来,现代科学技术正在发生新的重大突破,以信息科学、生命科学和纳米技术为代表的现代科学技术的发展突飞猛进,为当代世界生产力的发展开辟了新的广阔前景,也对人类社会的政治、经济、文化生活的深刻变革产生了重要影响。

因此,所谓先进生产力,应该是指那些现代科技和知识含量越来越高的生产力。谁能掌握先进生产力,谁能代表先进生产力的发展要求,谁就能在国际竞争中掌握主动权,谁就能顺应历史发展潮流,推动人类社会的历史航船胜利地驶向光辉的彼岸。

3. 电机发展历史

最先制成电动机的人,据说是德国的雅可比。他于1834年前后成了一种简单的装置:在两个u型电磁铁中间,装一六臂轮,每臂带两根棒型磁铁。通电后,棒型磁铁与u型磁铁之间产生相互吸引和排斥作用 ,带动轮轴转动。后来,雅可比做了一具大型的装置。安在小艇上,用320个丹尼尔电池供电,1838年小艇在易北河上首次航行,时速只有2.2公里,与此同时,美国的达文波特也成功地制出了驱动印刷机的电动机,印刷过美国电学期刑《电磁和机械情报》。但这两种电动机都没有多大商业价值,用电池作电源,成本太大、不实用。 直到第一台实用直流发动机问世 ,电动机才行了广泛应用。1870年比利时工程师格拉姆发明了直流发电机,在设计上,直流发电机和电动机很相似。后来,格拉姆证明向直流发动机输入电流,其转子会象电动机一样旋转。于是,这种格拉姆型电动机大量制造出来。效率也不断提高。与此同时,德国的西门子接制造更好的发电机,并着手研究由电动机驱动的车辆,于是西门子公司制成了世界电车。1879年,在柏林工业展览会上,西门子公司不冒烟的电车赢得观众的一片喝彩。西门子电机车当时只有3马力,后来美国发明大王爱迪生试验的电机车已达12—15马力。但当时的电动机全是直流电机,只限于驱动电车。 1888年南斯拉夫出生的美国发明家特斯拉发明了交流电动机。它是根据电磁感应原理制成,又称感应电动机,这种电动机结构简单,使用交流电,无需整流,无火花,因此被广泛应用于工业的家庭电器中,交流电动机通常用三相交流供电。 1902年瑞典工程师丹尼尔森首先提出同步电动机构想。 同步电动机工作原理同感应电动机一样,由定子产生旋转磁场,便转子绕组用直流供电,转速固定不变,不受负载影响。因此同步电动机特别适用于钟表,电唱机和磁带录音机。

4. 电机发展史的元年

人类社会在很长的时期内,靠燃烧柴草获取能源,后来发现并开始使用煤炭,近代开始使用石油和天然气资源.

公元前77万年左右人类开始使用火。

公元前2000年左右中国人开始使用煤炭来取暖与烹饪。

公元元年左右中国人率先采集与提炼石油用来照明。

公元200年左右欧洲人在溪流上建造水轮车来获取动能,用于经济生产。

公元1000年左右波斯人建造了第一种风车用来产生动能,用于农业生产与水利建设。

公元17到18世纪英国人发现从煤炭中提炼焦炭的方法,焦炭从此成为一直到20世纪的主要工业燃料。

最早从18世纪开始,新式排水泵发明后,煤矿中的水开始更容易地排出矿井,掀起了全球开采煤矿的狂潮。煤炭开始变成世界主要工业燃料。

1820年代世界第一口天然气井在美国纽约州弗雷多尼亚钻探成功。

1830年代基于英国物理学家法拉第发现的电磁感应现象,发电机、电动马达等电气技术开始快速发展。

1850年代世界第一口现代石油开采井在美国宾夕法尼亚州的泰特斯维尔开始出产原油。

公元1860年法国人奥古斯特·孟邱特建造了人类第一座太阳能电力发电器,原理是把太阳能加热水产生蒸汽。

1880年代到1890年代尼古拉·特斯拉发明了交流电发电系统,此后该系统成为世界范围电力系统的标准。

公元1892年在美国爱达荷州博伊斯市,人类第一次使用地热能为房屋取暖。

公元1948年沙特阿拉伯发现了格哈瓦油田,该油田是世界目前已知储量最大的油田。

5. 电机的发展史

1949年底,全国电力装机总容量为1849MW(兆瓦),其中火力装机容量1686MW,占比高达91%,因为中国煤多,到现在还有1.6万亿吨储量,而且煤炭质量特别好,成本便宜,因此我们命中注定主要靠火力发电。

1945年的时候,美国西屋电气公司跟民国签了份合同,本来准备在中国搞发电机制造厂,当时战乱不停,合同没有执行完,但西屋在美国共培养了96名中方技术人员,这些人成为中国第一代电力精英,1949年后分散在中国各个相关电力公司,包括东北电工局、上海电机厂等,成为中国电力行业的祖师爷们。

1949年后我们搞了上海、哈尔滨、东方三大发电设备制造基地,其中上海发电厂在1952年找东欧社会主义小伙伴捷克搞来了火电设备制造技术,1954年按这套技术弄出了新中国第一台6MW火电机组,哈尔滨发电厂起点则高多了,从老大哥苏联引进技术,1958年搞定了25MW和50MW高压火电机组,但真正实用是在1959年,所以1949-1958这十年的发电量是中国电力史的第一个阶段,因为家里穷,要钱没钱,要技术没技术,也没什么发电机,中国发电量只能以极其细碎的步伐前进,每年进步的速度都是个位数和十位数。

牛逼轰轰的哈尔滨发电机厂还在1960年时搞定了第一台100MW高压火电机组,1970年搞定200MW超高压火电机组,1971年摆平300MW亚临界中间再热式火电机组。回头看上面的发电数据,1959-1968这十年刚好是中国电力发展的第二个阶段,其中1959-1964年发电量一直在400-600亿千瓦时上下徘徊,中间还出现过萎缩,很明显主要是因为三年困难时期造成的影响,1965-1968这四年开始恢复正轨,发电量还是以十位数在缓慢增长,因为第一台100MW虽然是1960年研发成功,但实际应用是在1967年北京高井电厂,因为自己获得了100MW以上电发机的生产技术,发电机陆续批量制造出来,后面中国的发电量才从1969年开始上一个台阶。

1969年后,中国陆续试投产自己研发的火力发电机,并且初生牛犊不怕虎,雄心勃勃想去研发600MW火电机组,但搞到1977年,根本研发不出来,因为辅机、锅炉、控制系统、关键配套件等很多环节搞不定,而且自己试投产的100MW、200MW和300MW火电机组不停地出事故,用着用着就坏了,修都修不过来,根据电力部门统计,光1980年一年,我们研发的8台200MW机组停机检修过95次,17台125MW和3台300MW机组发生事故21次,检修77次,1980年我们一共有97台共12500MW大型火电机组,几乎全部都有问题,个个都跟间歇性神经病一样,一下正常一下不正常,专家们在1981年开了个会,发现了290多处质量问题,要修好这些问题要花费3到5年,约2亿人民币,还不敢保证以后一定能用,而且我们当时的发电机耗煤量也大,平顶山的姚孟电厂300MW机组发电煤耗为360g/kW.h,美国西屋公司同类机组只要317g/kW.h,一台机器一年要多烧3万多吨标准煤。

质量这么差,问题这么多,可把当时我们的研发人员愁死了。

以中国当时纯正农业国起家的底子,要人才没人才,要技术没技术,就靠苏联阵营扶持过一段时间,跟苏联翻脸后搞不定这些技术环节其实是很正常的,有困难就去战胜困难,愁完了继续干活。

1977年年底,第一机械工业部把一帮专家叫过来开会,讨论我们这发电机以后怎么造,讨论来讨论去,大家一致认定要向发达国家学习,少走弯路,直接买他们的技术,这时候不可能找苏联帮忙,但幸好我们跟日本美国重新建交了,1978年10月到12月,第一机械工业部就派人去欧洲和日本考察,参观了欧洲11个发电设备制造企业、5个高压开关厂、日本三菱和日立共177家工厂,大开眼界,回来深受刺激,觉得跟他们差距太大了,没法玩了,更坚定了买技术这条心。

1980年5月,由副总理薄一波同志牵头,国家决定拿出仅有的一点外汇,让第一机械部负责引进制造技术(电力部则负责引进电厂设计)。

6月中旬,第一机械部把美国通用、西屋电气、燃烧工程、拨伯葛、瑞士勃朗.鲍威利、法国阿尔斯通共6家公司都请到中国来谈判,前前后后一共谈了3个月,请了90多名工程师、技术骨干等一批资深中老年理工男把关,理工男们听完各方陈述,一致认定通用的汽轮机跟发电机技术最牛逼,但是通用报价太高,是西屋的一倍,瑞士公司则不愿意转让计算机程序,报价更喊得比通用还高,直接趴死,阿尔斯通价格最低但售后服务太少,最后一合计,就选了美国燃烧工程跟西屋电气的技术。

8月4日,国家计委把各个部门跟国有银行的人都叫过来开会,要跟这两家公司合作生产300MW、600MW主辅机组各一套,并引进这两套机组的技术,共花费2.4亿美元外汇,砍价砍得比较成功,因为当时就是单独各买一套,加起来都要3.3亿美元,还可以掌握当代世界先进水平的大型火电机机组制造技术。9月9日和11月21日,西屋电气与燃烧工程分别跟中国政府签了约,并在日后向中国提供了薄膜底图两套、微缩胶卷两套、技术资料四套、计算机程序176项,以及各产品设计、制造工艺等等。

1981年,电力部同时从美国依柏斯库工程公司引进了电站设计技术。

这两件事意义重大,堪称中国电力史的一道分界线,从这时候开始,中国才真正拥有了世界先进的发电机制造技术。

6. 步进电机发展史

57 86 110 是电机的直径,现在电机一般是方的也就是宽度是57 86 110 。步进电机就是一步一步的走走一圈两百步这个要配套驱动器,现在驱动器都有细分可以把每步分成若干份,这样电机低速时就不会震动也会提高运行精度

7. 电机的起源与发展

电子流过线圈中的导体形成电流的同时,也在导体周围形成了磁场。因为线圈处于永磁体的磁场中,则电流形成的磁场和原有磁场之间就会产生磁场力,具体表现为吸力或斥力。如果有外电源维持电流,电动机就能在磁场力的作用下转动起来。在电动机中电能转化为机械能的实际过程是电能→磁能→机械能。

生活中常见的小电动机一般称为永磁体励磁直流电动机。电子流过线圈中的导体形成电流的同时,也在导体周围形成了磁场。因为线圈处于永磁体的磁场中,则电流形成的磁场和原有磁场之间就会产生磁场力,具体表现为吸力或斥力。如果有外电源维持电流,电动机就能在磁场力的作用下转动起来。再补充一下,直流电动机,或者确切地说,这样的小型永磁体励磁直流电动机,其转速n的表达式如下:

n=(U-Ia(Ra+R))/(CeΦ)

式中,U是电源电压,Ra是电动机的电枢电阻(也就是电动机不转的时候你用万用表测出的转子绕组的电阻),R是电枢回路中串入的电阻,Ce是电动势常数,Φ是每对磁极的磁通量,一般可以认为(CeΦ)这个乘积是一个常数。

工业中常见的三相异步电动机工作原理为:当电动机的三相定子绕组(各相差120度电角度)通入三相交流电后,将产生一个旋转磁场,该旋转磁场切割转子绕组,从而在转子绕组中产生感应电流(转子绕组是闭合通路),载流的转子导体在定子旋转磁场作用下将产生电磁力,从而在电机转轴上形成电磁转矩,驱动电动机旋转,并且电机旋转方向与旋转磁场方向相同。

家用电扇里面的电机是单相异步电动机,有2个定子线圈,依靠一个电容在这2个线圈中产生旋转磁场,然后转子就可以按照和三相异步电机类似的原理旋转了。

8. 电机发展演变史简述

上汽荣威R ER6是首款采用上汽E1三电技术的车型,ER6的上市,也标志着上汽的三电技术到了E0至E1的迭代阶段。据工程师介绍,搭载E2的车型将于2022年推出。那么今天我们将通过对其电池和电机两方面来解读上汽荣威R ER6的三电系统技术。

电机

从官方给出的这张EO-E2电机演变,我们可以看出,E1的电机功率密度相较于E0有了很大幅度的提升,引入了8层Hair-pin电机绕组技术(8层Hair-pin电机相比4层Hair-pin电机实现了最大效率从96%提升到97%),使其功率达到了1.97kW/kg。而且电机的体积、重量也大幅度降低,有利于车辆续航里程的最大化。

Hair-pin发卡绕组电机特点:

槽满率高。发卡电机有效铜的面积可以提高20%以上,传统电机有效铜槽满率只有45%左右,发卡电机能做到70%左右。永磁电机损耗由绕组铜耗、铁耗、风磨杂散、磁钢涡流损耗,其中绕组铜耗占比50%以上,铜耗大小又和绕组电阻成正比,减小绕组电阻能直接降低铜耗、提升电机效率和功率密度。

散热性好。绕组表面积大,散热面积大。绕组匝与匝之间接触面积大,热传导更好。绕组每匝之间空隙小,热传导更好;绕组和铁心槽之间接触良好,热传导更好。通过温度场仿真,相同设计的扁铜线电机绕组温升比圆铜线电机低10%。

绕组端部短。线圈端部结构更紧凑。相比散嵌绕组,端部高度低很多。

体积小。根据电装公司的宣传资料,电机直径减小10%,轴向长度(高度)减小15%。功率密度明显提升。

9. 在电机发展历史中的主要历程有哪些?

电机的出现已有一百多年的历史。1820年前后,法拉第发现了电磁感应现象并提出了电磁感应定律,组装了第一台直流电机样机;1829年,亨利制造了第一台实用的直流电机;直至1837年,直流电机才真正变为商业化产品;1887年,特斯拉发明了三相异步电动机。

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