Статья опубликована в рамках: Научного журнала «Студенческий» № 22(318)
Рубрика журнала: Технические науки
Секция: Электротехника
Скачать книгу(-и): скачать журнал часть 1, скачать журнал часть 2, скачать журнал часть 3, скачать журнал часть 4, скачать журнал часть 5, скачать журнал часть 6, скачать журнал часть 7, скачать журнал часть 8
ИСТОРИЯ СОЗДАНИЯ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ: ОТ ПЕРВЫХ ОПЫТОВ ДО СОВРЕМЕННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ
THE HISTORY OF THE ELECTRIC MOTOR: FROM EARLY EXPERIMENTS TO MODERN TECHNOLOGIES
Alexey Bulannikov
student, Department of Electric Power Engineering and Transport Electromechanics, Rostov State Transport University,
Russia, Rostov-on-Don
Oksana Simonova
scientific supervisor, PhD in Philosophy, Associate Professor, Rostov State Transport University,
Russia, Rostov-on-Don
АННОТАЦИЯ
В статье исследуется эволюция электродвигателя — от первых экспериментов с электромагнетизмом в XIX веке до современных энергоэффективных моделей.
ABSTRACT
The article examines the evolution of electric motors - from the first experiments with electromagnetism in the 19th century to modern energy-efficient models.
Ключевые слова: электродвигатель, история изобретения, эволюция технологий, электромагнетизм, двигатель постоянного тока, асинхронный двигатель, трёхфазный двигатель, бесколлекторный двигатель (BLDC), серводвигатель, линейный двигатель.
Keywords: electric motor, invention history, technology evolution, electromagnetism, DC motor, induction motor, three-phase motor, brushless motor (BLDC), servo motor, linear motor.
Актуальность исследования истории разработки электродвигателей обусловлена необходимостью системного анализа эволюции электромеханических систем преобразования энергии, что имеет существенное значение для современного машиностроения и электротехники. В научном сообществе особый интерес представляет изучение трансформации фундаментальных открытий в области электромагнетизма, начиная с работ Эрстеда (1820) и Фарадея (1831), в практические инженерные решения, например, Stefano Puricelli и Sebastián Fajardo Turner «По мере ускорения перехода на электромобили (EV) во всем мире все более актуальным становится вопрос о жизненном цикле ключевых компонентов, таких как электродвигатели. Электродвигатели, особенно на постоянных магнитах (PM), содержат ценные материалы, такие как медь, алюминий и редкоземельные элементы (РЗЭ), такие как неодим и диспрозий.» [1]; в своём исследовании Yevgen Nazarenko, Elliot Zolfaghar, Devendra Pal, Léa Quellard, Parisa A. Ariya, рассмотрели вред разных типов и электродвигателей и предложили методы их усовершенствования [2]. Методологическая ценность исследования заключается в анализе патентных решений и конструктивных модификаций XIX-XX веков, демонстрирующих эволюцию подходов к оптимизации энергетических характеристик и управлению параметрами электромеханических систем. Особую значимость приобретает изучение исторического опыта для решения современных технологических задач, включая повышение энергоэффективности (современные двигатели достигают КПД 95%), разработку безредукторных приводов и создание компактных тяговых электромоторов. Начало было положено в 1820 году, когда датский физик Ханс Кристиан Эрстед сделал революционное открытие, обнаружив магнитное действие электрического тока. Параллельно французский ученый Франсуа Араго в 1824 году открыл явление вращающегося магнитного поля, заложив тем самым теоретические основы для будущих разработок. Середина XIX века ознаменовалась значительным совершенствованием двигателей постоянного тока. В 1856 году Вернер Сименс совершил важный технологический прорыв, заменив постоянные магниты на электромагниты. XX и XXI века принесли новые технологические прорывы в области электродвигателей. Появление бесколлекторных двигателей (BLDC), развитие сервоприводов и шаговых двигателей, создание линейных двигателей и разработка "умных" систем с цифровым управлением - все это продолжает революцию, начатую два столетия назад. Ниже, данные представлены в Таблице 1.
Таблица 1.
История развития электродвигателей.
|
Автор |
Название изобретения |
Характеристика(Параметры) |
Преимущества |
Недостатки |
|
Майкл Фарадей |
Первый работающий электродвигатель |
Демонстрация возможности преобразования электрической энергии |
Не имел практических преимуществ |
Неэффективная и сложная конструкция |
|
Мориц Герман фон Якоби |
Первый двигатель постоянного тока |
Возможность использования в качестве средства тяги на плавательном средстве |
Показание практического применения |
Слабая мощность Непостоянство вращающего момента |
|
Зеноб Грамм |
Двигатель с самовозбуждением |
Кольцевой якорь, дававший постоянный ток, без существенных скачков |
Постоянный ток без существенных скачков |
Низкое КПД и большие затраты на возбуждение |
|
Никола Тесла |
Двухфазный асинхронный двигатель |
Двигатель работал на основе эффекта «вращающегося магнитного поля», который создавался двумя катушками, питаемыми токами, сдвинутыми по фазе. |
Упрощённая конструкция, простота передачи электроэнергии |
Неудачная конструкция обмотки ротора, неравномерное движение ротора. |
|
Михаил Доливо-Добровольский |
Трехфазный асинхронный двигатель |
Короткозамкнутый ротор с обмоткой типа «беличья клетка» |
Имел ряд преимуществ, которые заключались в конструкции, эффективности и применении устройства. |
Потери энергии, низкий коэффициент мощности, отсутствие возможности регулировать скорость |
Сегодня электродвигатели продолжают совершенствоваться, открывая новые горизонты в промышленности, транспорте и энергетике, демонстрируя неисчерпаемый потенциал этого гениального изобретения человечества.
Список литературы:
- Puricelli, S., Turner, S.F. (2025). Electric Motors. In: Grosso, M., Rigamonti, L. (eds) Waste Flows Generated by the Energy Transition. SpringerBriefs in Applied Sciences and Technology. Springer, Cham. https://doi.org/10.1007/978-3-031-88951-6_3
- Nazarenko, Y., Zolfaghar, E., Pal, D. et al. Emission of airborne nanoparticles from electric motors of household appliances. Air Qual Atmos Health (2025). https://doi.org/10.1007/s11869-025-01744-1
Оставить комментарий