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为什么不用电动机驱动发电机发电呢?

时间:2019-04-10 16:25:57   浏览次数:

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  事实上,以前有电动发电机,但在地球人指出[电力电子]后,这种看似双向的行为是稀有的。

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  但在电力电子的关键技术呈现之前,电机驱动发电机并不稀有。虽然它有一百万个缺陷,比方宏大的能源耗费和效率低下,工程师们还是倾向于捏鼻子,容忍它能处理的问题。这个可怕的问题叫做电能转换。
电机驱动发电机,依据电机两侧的不同,大致可分为四个功用。
(1)直流电机驱动直流发电机,进步和降低直流电压。它的学名是“直升机”。
(2)直流电机驱动交流发电机-将直流电转换为交流电,其学名为逆变器。
(3)交流电机驱动直流发电机-将交流电转换成直流电,学名[整流器]。
(4)交流电动机驱动交流发电机,进步或降低交流电压或改动交流频率。前者称为电压转换,后者称为频率转换。
假如你回到爱迪生和特斯拉作为一名电气工程师的时期,这五次电源转换会让你发疯。当时,假如你设计了一个额定电压为220伏的钨丝灯,它可能基本不会亮,由于你基本找不到220伏的电压源。
所以最早的实验是以一种十分有趣的方式停止的——假如你需求直流电,用电池来串出你想要的电压,假如功率不够,那么把它并联起来;假如你想要交流电,找一个能产生更高电压的交流发电机,然后用电阻来分压。
当时的工程师们以为,将几个电动机互相拖动基本不是问题,而不是每天与电池和电阻串并联。

这五个操作的第一个处理计划是变压器,可能是在1880年,当时一位名叫Gorander的法国工程师初次展现了最初的变压器。这种变压器能够在不改动电压频率的状况下调理交流电压的升、降。这些专利后来落入西屋企业手中,使他可以协助特斯拉树立一个交流电源系统,最终击败爱迪生的直流帝国。变压器实质上仍是一种应用电磁场作为能量转换机制的电动机。但是有了这个,就没有人会用交流电动机来驱动交流发电机来改动电压。

有了规范电压电力系统和变压器加上整流桥,电气工程师能够产生他们想要的一切直流电压。固然这并不意味着处理直流电压变化的问题,但没有人可以运用直流电机驱动直流发电机。随着半导体技术的进步,创造了[全控制管]。这是电力电子技术的一个宏大飞跃——人类最终能够依据本人的意愿来选择设备是翻开还是关闭。

  第二个要处理的问题是整改。1902年,制造了原汞弧整流器。这是一个宏大的家伙,在那个时分是十分无用的。它不只体积庞大,而且还需求高工作电压、低效率,而且噪音大,容易损坏,以至有毒。(这个缺陷清单也是一个真正的失望……)到20世纪20年代和30年代,随着地球人的间歇性改善,汞弧整流器简直无法用于各种矫正操作。电气工程师捏鼻子处理了这个问题。
1948年,美国贝尔实验室(Bell Laboratory)的工程师威廉·肖克利(William Shockley)在大洋此岸发表了一篇古老而现代的论文《半导体中的PN结和PN结晶体管理论》。他们把三价和五价元素掺杂到硅晶体中,制成了两种半导体。半导体的第一个成果是二极管,一种只允许单向电流活动的神奇安装。它的特性与今天大不相同,但与当时的糟糕的汞弧整流器相比,它能够被称为心爱。近几年来,汞弧整流器得到了疾速的淘汰,二极管整流器彻底处理了人们在整流范畴的费事。
  半导体物理学的进步带来的不只仅是二极管。能够控制开关的安装疾速开展起来。上帝说必需有一个PN结,然后会有一个由三极管带来的模仿电路和一个由晶闸管带来的电力电子设备。

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