创新无时无处的在发生着。新的发明和技术让我们的生活变得更加轻松，但令人着迷的是，技术往往会带来下一个创新想法和发现，使设计和构建更新的技术变得更容易。这种不断加速的创新循环不断重塑和重新设计我们生活的世界。本文带大家追溯下电机技术的发展历史，来一次奇妙的时间旅程。

在过去年里，电动机技术一直遵循着创新的趋势。回顾年第一台电动机的发明，很难想象电动机已经对我们的生活和其他技术产生的影响，更难以想象未来年的创新。通过追溯电动机的历史，我们可以更好地了解未来的发展。

电动机的发明

年，汉斯·克里斯蒂安·奥斯特德在进行电实验时，发现当他将一根带电棒放在罗盘旁边时，罗盘会发生偏转。他刚刚发现了电磁学，尽管毫无疑问他并没有掌握他的发现的影响，但他推动了电动机技术的创新。

不久后，世界各地的科学家开始寻找电磁发电的应用。英国物理学家威廉·斯特金于年发明了第一台直流电动机。他的设计是第一台能够驱动机械的电动机，但其低功率输出仍然限制了电动机使用的普及。

年，托马斯·达文波特和他的妻子艾米丽·达文波特在美国获得了第一个直流电动机专利。他们的设计部分改编自斯特金的第一台电动机。不幸的是，尽管经过多年的实验，达文波特的电机设计仍然受到与斯特金最初设计相同的功率和效率问题的困扰。

尽管如此，最令人印象深刻的早期电机设计还是由一位名叫莫里茨·冯·雅可比的俄罗斯人制造的，他的电动机在年创造了机械功率输出的世界纪录，雅可比在进行改进时也没有浪费任何时间，仅一年后，就展示了他的新设计的增强功能，即年，他通过使用由他的发动机驱动的船运送14人过河。

第一个实用的直流电机

在电动马达功能的早期演示之后，人们对电动马达技术的兴趣爆发了，激发了数百项新发明和发现。尽管如此，第一代电动机仍然是美化的发明。它们非常不切实际，存在绕组电压损失、电源电流不稳定以及常见的火花等问题。在接下来的50年里，工程师和物理学家致力于通过优化和重新设计电动机的基本组件来解决这些问题。

年至年间，为了开发第一台“实用”的电机，对转子和电枢设计进行了多项改进，其中意大利物理学家安东尼奥·帕西诺蒂和比利时电气工程师泽诺贝·格拉姆做出了显著贡献。然而，只有美国发明家弗兰克·朱利安·斯普拉格于年发明了第一台“实用”的电机。

斯普拉格的电动机消除了火花、绕组电压损失，并且可以恒速提供动力，使其成为第一个“实用”的直流电动机，使得电动机的应用更加广泛。斯普拉格的电机设计实际上可靠且相当强大，但这些设计的效率还有很多不足之处。年，斯普拉格在弗吉尼亚州里士满使用他发明的电机开发了第一个电动无轨电车系统。

第一台发电机和电气化

在欧洲，泽诺贝·格拉姆在他早期的发现和其他人的发现的基础上，于年开发了他的独特机器。他的机器可以将机械能转换成连续的电能。年，格拉姆在维也纳世界博览会上展示他的发明时，他将两个相距2公里的直流设备连接起来，其中一个充当电动机，另一个充当发电机，意外地发现了电动机的可逆性。

直流电动机可逆性的发现证明电动机可以用作发电机，将机械功转化为电能，并且能够将未使用的能量返回到源头，这有助于早期电网的发展。

到二十世纪二十年代，世界各国都开始开发电力网络。很快，电力开始渗透到日常生活中。煤气灯被电灯取代，空调装置开始为办公室和家庭降温，主要城市的街道上布满了电动手推车系统。电力接管已经开始，电力技术的实用化开始加速。

先进的电机技术

年，电动机引入了革命性的新设计理念，进一步提高了其可靠性和效率。虽然是由美国的一个电机维修团队引入的，旨在防止部件之间的摩擦造成损坏，但转子和定子之间的小气隙也被发现有利于直流电机中电磁通量的流动，从而进一步提高其效率。

即使发现了气隙，磨损仍然是有刷直流电机的一个问题。在有刷直流电机中，电刷必须与换向器接触才能发送电信号，这种持续摩擦引起的侵蚀会使它们磨损，有时在高负载下会过热。它们的可靠性和温度管理问题阻碍了有刷直流电机在交流电和电动汽车等高功率应用中的广泛应用。

随着无刷换向器的发明，这一切都改变了。无刷永磁电机于年被发现，但直到年稀土金属变得容易获得时才得到广泛应用。在永磁体的帮助下，无刷直流电机可以设计得比任何有刷电机更强大、更高效，同时提供卓越的运动质量。

当然，无刷直流电机的发现并没有阻止创新，在80年代末，两位科学家杰瑞·根科和诺曼·史密斯为一种带有印刷电路组件定子的电机申请了专利。他们的设计将定子电气和机械连接到印刷电路板，以降低与永磁直流无刷电机相关的制造和材料成本。

现代电机技术

如今的无刷直流电机比19世纪的老式电车电机领先无数倍，但它们的设计远非完美。80年代开发的传统直流无刷电机是当今市场上最受欢迎的电机类型。随着人类对绿色环保的重视，他们的受欢迎程度讲不断增长。对在更小封装中提供更高功率输出、节能环保以及可行的大规模生产工艺的解决方案的需求将继续增长。科技在不断进步，人类发明在不断创新。科学家们在不断探索提高了电机的可靠性、效率和功率密度，直流无刷电机无疑不是电机技术的终点，正如我们从过去所看到的，它不会是最后一次。

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