מהי ההיסטוריה של התפתחות מנועים חשמליים

כמו לב שקט, נוכחותו של המנוע דומה לזרם שקט בנהר הארוך של ההיסטוריה. כדי להתחקות אחר מקורותיה, עלינו לחזור למאה ה-19 הפורחת של המהפכה התעשייתית. הודות לגילוי האינדוקציה האלקטרומגנטית וחוקי האלקטרומגנטיות, היינו עדים להולדתם של מנועים חשמליים, גנרטורים, שנאים ומנועי בקרה - מכונות נפלאות הפועלות על בסיס עקרונות האינדוקציה האלקטרומגנטית. כמכשיר אלקטרומגנטי המסוגל להמיר או להעביר אנרגיה חשמלית, הליבה של מנוע היא ביצירת מומנט הנעה. בהנדסה אלקטרומכנית, מנועים הם התקני מפתח להמרת אנרגיה ורכיבים בסיסיים של כוננים חשמליים. למרות היישומים הנרחבים, סוגי המוצרים המגוונים והמפרטים המורכבים שלהם, ערכם בשרשרת התעשייתית נותר בלתי ניתנת להכחשה. מאפיין זה מוביל גם למגמות מגוונות ולא אחידות בפלחי שוק, וכתוצאה מכך ריכוז שוק נמוך. בחיים המודרניים, היישום הנרחב של מנועים ללא ספק האיץ את התפתחותם המתמשכת. בהתאם לתרחישי יישום שונים, למנועים יש עיצובים ושיטות הנעה שונות, מה שמגדיל משמעותית את מספר הדגמים והסוגים. בהתבסס על השימושים והמאפיינים שלהם, ניתן לסווג מנועים בפשטות.

אבל איך עשה מנועים מתפתחים מאי-קיום לנוכחות בכל מקום? הבה נתחקה אחר היסטוריית ההתפתחות של מנועים וננתח את העבר וההווה שלהם. ב-21 ביולי 1820 גילה אורסטד, פרופסור ופיזיקאי מאוניברסיטת קופנהגן בדנמרק, את 'ההשפעה המגנטית של הזרם החשמלי' המבססת את הקשר האלקטרומגנטי והחלה את חקר האלקטרומגנטיות. זמן קצר לאחר מכן, בשנת 1821, יצר הפיזיקאי הבריטי המפורסם פאראדיי את הדגם המוטורי הניסיוני הראשון. שנה לאחר מכן, הוא הוכיח שחשמל יכול להניע תנועה, ולהכניס את האנושות לעידן החשמל. עם ההמצאה המוצלחת של הגנרטור הפרקטי הראשון, החלה המהפכה התעשייתית השנייה. בשנת 1831, פאראדיי שוב יצר את תופעת האינדוקציה האלקטרומגנטית. תגליותיו, כמו חוקי האלקטרוליזה ותופעות פריקת גזים, סללו את הדרך לגילויים המאוחרים של קרני רנטגן, רדיואקטיביות טבעית, איזוטופים, והניחו את היסוד לפיתוח הפיזיקה המודרנית. בשנת 1870 המציא גרמה הבלגי את גנרטור DC, שעיצובו היה דומה מאוד לזה של מנוע. מאוחר יותר, גרמה הדגים שכאשר יסופק DC לגנרטור, הרוטור שלו יסתובב כמו מנוע. לכן, מנוע זה מסוג גראם יוצר בייצור המוני, מה ששיפר משמעותית את היעילות. בשנת 1888, הממציא האמריקאי טסלה המציא את מנוע ה-AC המבוסס על העיקרון של אינדוקציה אלקטרומגנטית. למנוע זה היה מבנה פשוט, השתמש ב-AC, לא נדרש להחלפה ולא היו לו ניצוצות, מה שהופך אותו לשימוש נרחב במכשירים תעשייתיים וביתיים. מנועים מורכבים בעיקר מרכיבים כמו רוטורים, סטטורים, מברשות, מכסי קצה ומסבים. יצירת הזרם בגנרטור כרוכה בחיבור והרכבה של הסטטור והרוטור של הגנרטור, סיבוב הרוטור בתוך הסטטור, העברת זרם עירור מסוים דרך טבעות החלקה כדי להפוך את הרוטור לשדה מגנטי מסתובב, וסלילי הסטטור חותכים את הקווים המגנטיים כדי ליצור כוח אלקטרו-מוטיבי המושרה. לבסוף, על ידי הובלה החוצה דרך חיבורי טרמינלים למעגל, נוצר זרם. הרוטור מסתובב.

בתולדות הפיתוח המוטורי, מנועי DC היו הראשונים שפותחו, ושלבי הפיתוח שלהם כוללים בעיקר שימוש במגנטים קבועים כשדה המגנטי, שימוש באלקטרומגנטים כקטבים מגנטיים ושינוי שיטות עירור.

בשנת 1854, האחים הדנים הורטר וורנר הגישו בקשה לפטנט על גנרטור מתרגש מעצמו, המוביל את מנועי DC לשלב חדש של פיתוח.

נכון לעכשיו, לאחר למעלה מ-40 שנות פיתוח, תעשיית הרכב בסין התקדמה משמעותית. בהקשר העולמי של הפחתת צריכת האנרגיה, מנועים בעלי יעילות גבוהה וחסכון באנרגיה הפכו לקונצנזוס בתעשיית הרכב העולמית.

מגמות פיתוח עתידיות של מנועים כוללות יעילות גבוהה וחיסכון באנרגיה, צורות מגוונות, הפיכתם לקומפקטית ומעודנת יותר וכו'. מנועים ממלאים תפקיד חשוב לא רק במכשירי חשמל ביתיים ובציוד תעשייתי אלא גם משפיעים בעקיפין על איכות החיים שלנו.