ประวัติโดยย่อของการพัฒนามอเตอร์

ในปี พ.ศ. 2423 เอดิสัน นักประดิษฐ์ชาวอเมริกัน ได้สร้างเครื่องกำเนิดไฟฟ้ากระแสตรงขนาดใหญ่ชื่อ "The Colossus" ซึ่งจัดแสดงที่ Paris Exposition ในปี พ.ศ. 2424

เอดิสัน บิดาแห่งกระแสตรง
ขณะเดียวกันการพัฒนามอเตอร์ไฟฟ้าก็อยู่ในระหว่างดำเนินการเช่นกัน เครื่องกำเนิดไฟฟ้าและมอเตอร์เป็นสองหน้าที่ที่แตกต่างกันของเครื่องเดียวกัน การใช้มันเป็นอุปกรณ์เอาท์พุตปัจจุบันคือเครื่องกำเนิดไฟฟ้า และการใช้มันเป็นอุปกรณ์จ่ายไฟก็คือมอเตอร์

หลักการของเครื่องจักรไฟฟ้าแบบพลิกกลับได้นี้ได้รับการพิสูจน์โดยบังเอิญในปี 1873 ที่งานนิทรรศการอุตสาหกรรมในกรุงเวียนนาในปีนี้ คนงานคนหนึ่งทำผิดพลาดและเชื่อมต่อสายไฟเข้ากับเครื่องกำเนิดแกรมที่ทำงานอยู่ พบว่าโรเตอร์ของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าเปลี่ยนทิศทางและไปในทิศทางตรงกันข้ามทันที ทิศทางหมุนและกลายเป็นมอเตอร์ ตั้งแต่นั้นเป็นต้นมา ผู้คนได้ตระหนักว่ามอเตอร์กระแสตรงสามารถใช้เป็นทั้งเครื่องกำเนิดไฟฟ้าและปรากฏการณ์มอเตอร์แบบพลิกกลับได้ การค้นพบที่ไม่คาดคิดนี้ส่งผลกระทบอย่างมากต่อการออกแบบและการผลิตมอเตอร์

ด้วยการพัฒนาเทคโนโลยีการผลิตพลังงานและการจ่ายพลังงาน การออกแบบและการผลิตมอเตอร์จึงสมบูรณ์แบบมากขึ้นเรื่อยๆ ในช่วงทศวรรษที่ 1890 มอเตอร์กระแสตรงมีคุณสมบัติทางโครงสร้างหลักทั้งหมดของมอเตอร์กระแสตรงสมัยใหม่ แม้ว่ามอเตอร์กระแสตรงจะถูกนำมาใช้อย่างแพร่หลายและก่อให้เกิดประโยชน์ทางเศรษฐกิจอย่างมากในการใช้งาน แต่ข้อบกพร่องของตัวมันเองก็จำกัดการพัฒนาต่อไป กล่าวคือ ไม่สามารถแก้ปัญหาการส่งกำลังทางไกลได้ และไม่สามารถแก้ปัญหาการแปลงแรงดันไฟฟ้าได้ ดังนั้นมอเตอร์ AC จึงพัฒนาอย่างรวดเร็ว

ในช่วงเวลานี้ มอเตอร์สองเฟสและมอเตอร์สามเฟสออกมาทีละตัว ในปี พ.ศ. 2428 กาลิเลโอ เฟอร์ราริส นักฟิสิกส์ชาวอิตาลีได้เสนอหลักการของการหมุนสนามแม่เหล็ก และพัฒนาแบบจำลองมอเตอร์อะซิงโครนัสสองเฟส ในปี พ.ศ. 2429 นิโคลา เทสลา ซึ่งย้ายไปสหรัฐอเมริกา ยังได้พัฒนามอเตอร์แบบอะซิงโครนัสสองเฟสอย่างอิสระ ในปี พ.ศ. 2431 โดลิโว โดโบรโวลสกี วิศวกรไฟฟ้าชาวรัสเซีย ได้สร้างมอเตอร์อะซิงโครนัสกรงกระรอกเดี่ยวไฟฟ้ากระแสสลับสามเฟส การวิจัยและพัฒนามอเตอร์ AC โดยเฉพาะอย่างยิ่งการพัฒนามอเตอร์ไฟฟ้ากระแสสลับสามเฟสที่ประสบความสำเร็จ ได้สร้างเงื่อนไขสำหรับการส่งกำลังทางไกล และในขณะเดียวกันก็ได้ปรับปรุงเทคโนโลยีไฟฟ้าไปสู่ขั้นใหม่

เทสลา บิดาแห่งไฟฟ้ากระแสสลับ
ประมาณปี ค.ศ. 1880 เรือ Ferranti ของอังกฤษได้ปรับปรุงเครื่องกำเนิดไฟฟ้ากระแสสลับและเสนอแนวคิดของระบบส่งไฟฟ้าแรงสูงไฟฟ้ากระแสสลับ ในปี พ.ศ. 2425 กอร์ดอนในอังกฤษได้ผลิตเครื่องกำเนิดไฟฟ้ากระแสสลับสองเฟสขนาดใหญ่ ในปี 1882 Gorand ชาวฝรั่งเศสและ John Gibbs ชาวอังกฤษได้รับสิทธิบัตร "วิธีการจ่ายไฟและการกระจายพลังงาน" และประสบความสำเร็จในการพัฒนาหม้อแปลงตัวแรกที่มีคุณค่าในทางปฏิบัติ อุปกรณ์ที่สำคัญที่สุด ต่อมาเวสติ้งเฮาส์ได้ปรับปรุงการก่อสร้างหม้อแปลงกิ๊บส์ให้เป็นหม้อแปลงไฟฟ้าที่มีสมรรถนะทันสมัย ในปีพ.ศ. 2434 โบลว์ได้สร้างหม้อแปลงไฟฟ้าแรงสูงแบบจุ่มน้ำมันในประเทศสวิตเซอร์แลนด์ และต่อมาได้พัฒนาหม้อแปลงไฟฟ้าแรงสูงขนาดยักษ์ในเวลาต่อมา การส่งไฟ AC แรงดันสูงทางไกลมีความก้าวหน้าอย่างมากเนื่องจากมีการปรับปรุงหม้อแปลงอย่างต่อเนื่อง

หลังจากการพัฒนามานานกว่า 100 ปี ทฤษฎีของมอเตอร์ก็ค่อนข้างสมบูรณ์ อย่างไรก็ตาม ด้วยการพัฒนาด้านวิศวกรรมไฟฟ้า วิทยาการคอมพิวเตอร์ และเทคโนโลยีการควบคุม การพัฒนามอเตอร์ได้เข้าสู่ขั้นตอนใหม่ ในหมู่พวกเขาการพัฒนามอเตอร์ควบคุมความเร็ว AC เป็นสิ่งที่สะดุดตาที่สุด แต่ไม่ได้รับความนิยมและนำไปใช้มาเป็นเวลานานเนื่องจากส่วนประกอบของวงจรและหน่วยตัวแปลงแบบหมุนและประสิทธิภาพการควบคุมไม่ดีเท่า การควบคุมความเร็วกระแสตรง

หลังจากทศวรรษ 1970 หลังจากที่มีการใช้ตัวแปลงอิเล็กทรอนิกส์กำลัง ปัญหาในการลดอุปกรณ์ ลดขนาด ลดต้นทุน ปรับปรุงประสิทธิภาพ และกำจัดเสียงรบกวนก็ค่อยๆ ได้รับการแก้ไข และการควบคุมความเร็ว AC ก็ก้าวไปข้างหน้าอย่างก้าวกระโดด หลังจากการประดิษฐ์การควบคุมเวกเตอร์ ประสิทธิภาพคงที่และไดนามิกของระบบควบคุมความเร็ว AC ได้รับการปรับปรุง หลังจากใช้การควบคุมไมโครคอมพิวเตอร์ ซอฟต์แวร์จะรับรู้อัลกอริธึมการควบคุมเวกเตอร์เพื่อสร้างมาตรฐานให้กับวงจรฮาร์ดแวร์ ซึ่งจะช่วยลดต้นทุนและปรับปรุงความน่าเชื่อถือ และยังเป็นไปได้ที่จะตระหนักถึงเทคโนโลยีการควบคุมที่ซับซ้อนมากขึ้นอีกด้วย ความก้าวหน้าอย่างรวดเร็วของเทคโนโลยีอิเล็กทรอนิกส์กำลังและการควบคุมไมโครคอมพิวเตอร์เป็นแรงผลักดันในการปรับปรุงระบบควบคุมความเร็ว AC อย่างต่อเนื่อง

ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา ด้วยการพัฒนาอย่างรวดเร็วของวัสดุแม่เหล็กถาวรหายากและการพัฒนาเทคโนโลยีอิเล็กทรอนิกส์กำลัง มอเตอร์แม่เหล็กถาวรมีความก้าวหน้าอย่างมาก มอเตอร์และเครื่องกำเนิดไฟฟ้าที่ใช้วัสดุแม่เหล็กถาวร NdFeB มีการใช้กันอย่างแพร่หลาย ตั้งแต่การขับเคลื่อนเรือไปจนถึงเครื่องปั๊มหัวใจเทียม มอเตอร์ตัวนำยิ่งยวดถูกนำมาใช้อยู่แล้วสำหรับการผลิตพลังงานและการขับเคลื่อนของรถไฟและเรือแม็กเลฟความเร็วสูง

ด้วยความก้าวหน้าของวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี การปรับปรุงประสิทธิภาพของวัตถุดิบและการปรับปรุงกระบวนการผลิต ทำให้มอเตอร์ได้รับการผลิตด้วยพันธุ์และข้อกำหนดนับหมื่นรายการ ระดับพลังงานในขนาดที่แตกต่างกัน (จากสองสามล้านของ กำลังวัตต์มากกว่า 1,000MW) และความเร็วที่กว้างมาก ช่วง (จากหลายวันไปจนถึงหลายแสนรอบต่อนาที) ความสามารถในการปรับตัวต่อสภาพแวดล้อมที่ยืดหยุ่นมาก (เช่น พื้นราบ ที่ราบสูง อากาศ ใต้น้ำ น้ำมัน เขตเย็น เขตอุณหภูมิ เขตร้อนชื้น เขตร้อนแห้ง ในร่ม กลางแจ้ง ยานพาหนะ ,เรือ,สื่อต่างๆ เป็นต้น) เพื่อตอบสนองความต้องการของภาคส่วนต่างๆทั้งทางเศรษฐกิจของประเทศและชีวิตมนุษย์