ما هو المحرك الكهربائي؟ كيف يعمل الإلكتروموتور؟ وما هي استخدامات (تطبيقات) المحرك الكهربائي؟

أول إلكتروموتور DC

تم اختراع أول موتور كهربائي كوموتاتور DC قادر على تدوير الآلات من قبل العالم الإنجليزي ويليام ستورجون في عام 1832. وبناءً على أعمال ستورجون، قام المخترع الأمريكي توماس دافنبورت بصناعة موتور كهربائي للتيار المستمر من نوع الكوموتاتور وحصل على براءة اختراعه في عام 1837. كانت هذه الموتورات تعمل بسرعة 600 دورة في الدقيقة واستُخدمت في تشغيل أدوات الآلات ومطبعة واحدة. وبسبب التكلفة العالية للبطاريات الأولية، لم تنجح هذه الموتورات تجارياً وتسببت في إفلاس دافنبورت. حذا حذوه العديد من المخترعين في إنتاج موتورات الـ DC، لكنهم واجهوا جميعاً نفس مشاكل تكلفة البطارية. وبما أنه لم تكن هناك أنظمة لتوزيع الكهرباء متاحة في ذلك الوقت، لم يظهر سوق تجاري عملي لهذه الموتورات.

أول محرك كهربائي الدورانية

بعد العديد من المحاولات الأخرى الناجحة إلى حد ما بأجهزة دورانية وترددية ضعيفة نسبياً، أنشأ فون جاكوبي أول موتور كهربائي دوراني حقيقي في مايو 1834. أنتج هذا الموتور قدرة ميكانيكية مخرجة ملحوظة؛ وقد سجل موتوره رقماً قياسياً عالمياً، قام جاكوبي بتحسينه بعد أربع سنوات في سبتمبر 1838. كان موتوره الثاني قادراً على دفع قارب يحمل 14 شخصاً عبر نهر واسع. وفي الفترة ما بين 1839 و1840، نجح مطورون آخرون في بناء موتورات بأداء مشابه ثم أداء أعلى. وفي عام 1855، صنع جيدليك جهازاً باستخدام مبادئ مشابهة لما استُخدم في الروتورات الكهرومغناطيسية الذاتية، وكان قادراً على أداء عمل مفيد؛ كما صنع مركبة كهربائية في العام نفسه.

عضو الإنتاج الحلقي (Ring Armature)

حدثت نقطة تحول مهمة في عام 1864، عندما وصف أنطونيو باتشينوتي لأول مرة عضو الإنتاج الحلقي (Ring Armature) (على الرغم من أنه تم تصوره في البداية كمولد DC، أي دينامو). هذه الملفات المتناظرة والمجمعة والمغلقة على نفسها يتم توصيلها بقضبان المبدل (الكوموتاتور)، والفرش التي تقدم تياراً غير متذبذب تقريباً. تبعت ذلك أولى المحركات التجارية الناجحة من خلال التطورات التي قادها زينوب غرام، الذي أعاد ابتكار تصميم باتشينوتي في عام 1871 واعتمد بعض الحلول التي وضعها فيرنر سيمنز.

انعكاسية الآلة الكهربائية (Reversibility of the Electric Machine)

تحققت ميزة لآلات التيار المستمر (DC) من خلال مبدأ انعكاسية الآلة الكهربائية، والذي أعلن عنه سيمنز في عام 1867 ولاحظه باتشينوتي في عام 1869. أظهر غرام ذلك بالصدفة بمناسبة معرض فيينا العالمي عام 1873، عندما قام بتوصيل جهازين للتيار المستمر على مسافة 2 كيلومتر من بعضهما البعض، واستخدم أحدهما كمولد والآخر كمحرك. قُدّم الروتور الأسطواني (Drum Rotor) بواسطة فريدريش فون هيفنر-ألتنك من شركة سيمنز وهالسكه ليحل محل عضو الإنتاج الحلقي لباتشينوتي في عام 1872، مما أدى لتحسين كفاءة الجهاز. تم تقديم الروتور المصفح (Laminated Rotor) في العام التالي من قبل سيمنز وهالسكه، مما قلل من المفاقيد الحديدية وزاد من الجهود التحريضية. في عام 1880، قام جوناس ونستروم بتزويد الروتور بشقوق لوضع الملفات، مما ساهم في زيادة الكفاءة بشكل أكبر.

أول نظام عربات ترولي كهربائية

في عام 1886، اخترع فرانك جوليان سبراغ أول موتور DC عملي، وهو جهاز عديم الشرر يحافظ على سرعة ثابتة نسبياً تحت الأحمال المتغيرة. أدت اختراعات سبراغ الكهربائية الأخرى في هذا الوقت إلى تحسين توزيع شبكة الكهرباء بشكل كبير (وهو العمل الذي بدأه سابقاً توماس إديسون)، مما سمح بإعادة الكهرباء من الموتورات الكهربائية إلى الشبكة، وتوزيع الطاقة على عربات الترولي عبر الأسلاك العلوية وأعمدة واگن الترولي، كما وفر أنظمة تحکم للعمليات الكهربائية. سمح هذا الأمر لسبراغ باستخدام الموتورات الكهربائية لـ اختراع أول نظام عربات ترولي كهربائية في عامي 1887-1888 في ريتشموند، فيرجينيا، والمصعد الكهربائي ونظام التحكم في عام 1892، والمترو الكهربائي بعربات ذات تحكم مركزي وقدرة مستقلة.

خلق الراحة في الحياة

المحركات الكهربائية ثورة في الصناعة التي تم إنشاؤها. العمليات الصناعية الأخرى مع نقل الطاقة عن طريق استخدام رمح الخط ، الرباط ، xHamster, الهواء المضغوط أو الضغط الهيدروليكي, محدودة لا. بدلا من ذلك, كل آلة يمكن أن يكون مصدر الطاقة مجهزة مراقبة سهلة في الاستخدام توفر عوائد نقل السلطة سوف تتحسن. محركات الطاقة الكهربائية في الاستخدام الزراعي ، أن عملية قوة عضلات الإنسان و الحيوان تتواءم مع المهام مثل التعامل مع الحبوب أو ضخ المياه له. استخدام محلية الصنع (مثل الغسالة., غسالة الصحون وغيرها ، مروحة., إن تكييف و ثلاجة البديل (صندوق الثلج)) المحركات الكهربائية ، والحد من قوة العمل في المنزل أعلى معايير الراحة والراحة والسلامة ممكن. اليوم المحركات الكهربائية تستهلك أكثر.