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        直線電機的發展歷史

        發布日期:2018/11/13 10:38:28 訪問次數:4675

        直線電機的發展歷史

        1840年Wheatsone開始提出和制作了略具雛形的直線電機。從那時至今,在160多年的歷史中,直線電機經歷了三個時期。

          一、 1840~1955年為探索實驗時期:
           從1840年到1955年的116年期間,直線電機從設想到實驗到部分實驗性應用,經歷了一個不斷探索,屢遭失敗的過程。自從Wheatsone提出和試制了直線電機以后,最早明確地提到直線電機文章的是1890年美國匹茲堡市的市長,在他所寫的一篇文章中,首先明確地提到了直線電機以及它的專利。然而,由于當時的制造技術、工程材料以及控制技術的水平,在經過斷斷續續20多年的頑強努力后,最終卻未能獲得成功。
           至1905年,曾有兩人分別建議將直線電動機作為火車的推進機構,一種建議是將初級放在軌道上,另一種建議是將初級放在車輛底部。這些建議無疑是給當時直線電機研究領域的科研人員的一劑興奮劑,以致許多國家的科研人員都投入了這些研究工作。1917年出現了第一臺圓筒形直線電動機,事實上那是一種具有換接初級線圈的直流磁阻電動機,人們試圖把它作為導彈發射裝置,但其發展并沒有超出模型階段。
          至此,從1930~1940年期間,直線電機進入了實驗研究階段,在這個階段中,科研人員獲馭了大量的實驗數據,從而對已有理論有了更深一層的認識,奠定了直線電機在今后的應用基礎。
          從1940~1955年期間世界一些發達國家科研人員,在實驗的基礎上,又進行了一些實驗應用工作。1945年,美國西屋電氣公司首先研制成功的電力牽引飛機彈射器,它以7400kW的直線電動機為動力,成功地用4.1s的時間將一架重4535kg,的噴氣式飛機在165m的行程內由靜止加速的188km/h的速度,它的試驗成功,使直線電動機可靠性好等優點受到了應有的重視,隨后,美國利用直線電機制成的、用作抽汲鉀、鈉等液態金屬的電磁泵,為的是核動力中的需要。1954年,英國皇家飛機制造公司利用雙邊扁平型直流直線電機制成了發射導彈的裝置,其速度可達1600km/h。在這個階段中,尤需值得一提的是,直線電機作為高速列車的驅動裝置得到了各國的高度重視并計劃予以實施。
          在1840~1955年期間,是直線電機探索實驗和部分實驗應用時期,在直線電機與旋轉電機的相互競爭中,由于直線電機的成本和效率方面沒有能夠戰勝旋轉電機,或者說,直線電機還沒能找到唯獨它能解決問題的領域,以及直線電機在設計方面也沒有突破性的成功,所以直線電機在這一時期始終未能得到真正的應用。

          二、1956~1970年為開發應用時期:
          自1955年以來,直線電機進入了全面的開發階段,特別是該時期的控制技術和材料的驚人發展,更加助長了這種勢頭。在這段時期,申請直線機的專利件數也開始急速增加,該時期直線電機專利的增長率超過了所有其他技術領域的平均增長率。
          到1965年以后,隨著控制技術和材料性能的顯著提高,應用直線電機的實用設備被逐步開發出來,例如采用直線電機的MHD泵、自動繪圖儀、磁頭定位驅動裝置、電唱機、縫紉機、空氣壓縮機、輸送裝置等。
          三、1971年至今為實用商品時期
          從1971年開始到目前的這個階段,直線電機終于進入了獨立的應用時代,在這個時代,各類直線電機的應用得到了迅速的推廣,制成了許多具有實用價值的裝置和產品,例如直線電機驅動的鋼管輸送機、運煤機、起重機、空壓機、沖壓機、拉伸機、各種電動門、電動窗、電動紡織機等等。特別可喜的是利用直線電機驅動的磁懸浮列車,其速度已超500km/h,接近了航空的飛行速度,且試驗行程累計已達數十萬千米。
           在這個時期,直線電機領域的研究人員通過對直線電機在歷史發展中多次起落的分析,終于選擇了一條適合直線電機自身發展的獨特思路,它不再與旋轉電機直接對抗,不以單機的形式與旋轉電機競爭,而以直線電機系統與旋轉電機系統相比,從而找到適合于自己的系統與旋轉電機展開競爭,在旋轉電機無能為力的地方尋找自己的位置。例如,直線電機應用于磁懸浮列車,液態金屬的輸送和攪拌,電子縫紉機和磁頭定位裝置,直線電機沖壓機等等。直線電機走自己的道路,在滿足人類需求的過程中求得自身的發展。在世界上一些發達國家,許多人和不少著名電氣企業均在研究和開發直線電機產品,例如美國的西屋(Westinghouse)公司、德國的西門子(SIEMENS)公司、英國、法國、瑞典,特別是日本,其人員之多和范圍之廣是世界首屈的。我國直線電機的研究和應用發展是從20世紀70年代初開始的。主要成果有工廠行車、電磁錘、沖壓機、摩擦壓力機、磁分選機、玻璃攪拌、拉伸機、送料機、粒子加速器、郵政分揀機、礦山運輸系統、計算機磁盤定位系統、自動繪圖儀、直線電機驅動遙控(電動)窗簾機、直線電機驅動門、炒茶機等,我國直線電機研究雖然也取得了一些成績,但也國外相比,其推廣應用方面尚存在很大差距。


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