Historia odkryć zjawisk elektrycznych i magnetycznych sięga starożytności, kiedy to po raz pierwszy zostały rozpoznane właściwości magnetyczne pewnego gatunku rudy żelaznej i właściwości elektryczne potartego bursztynu czy szkła. Po tym pierwszym świadomym zetknięciu się człowieka z elektrycznością i magnetyzmem upłynęło ponad 10 stuleci zanim podjęto jakościowe badania w tej dziedzinie (W. Gilbert - 1600 r.).
Pierwsze badania ilościowe podjął w 1785 r. Ch. Coulomb w zakresie elektrostatyki. Na przełomie 18 i 19 stulecia intensywne prace doprowadziły do zbudowania pierwszego ogniwa elektrycznego (A. Volta), przeprowadzenia elektrolizy wody (Nicolson) i uzyskania łuku elektrycznego (W. Pietrow). Zjawiska elektromagnetyczne i elektrodynamiczne stały się przedmiotem zainteresowania ludzi tej miary co Oersted, Ampere i Laplace.
Burzliwy rozwój elektrotechniki rozpoczął się jednak od odkrycia zjawiska indukcji elektromagnetycznej przez M. Faradaya w 1831 r., co pozwoliło wykonać pierwsze modele maszyn elektrycznych (bracia Piksi, Riccii, Jacobi w latach 1832 - 33). Stanowiły one prototypy pierwszej prądnicy prądu stałego, zbudowanej na skale przemysłową w 1864 r. (Pacinotti i Gramm), a udoskonalonej w 1866 r. przez W. Siemeasa. J. MaxweIIowi zawdzięczamy teorie fal elektromagnetycznych (l 873 r.), która dała początek nowym badaniom i zastosowaniom w wielu działach elektrotechniki, a m.in. w przekazywaniu sygnałów na duże odległości w technice bezprzewodowej.
Pod koniec 19 stulecia pojawiają się różne urządzenia, umożliwiające przetwarzanie energii elektrycznej w energię cieplną, świetlną, chemiczną i mechaniczną. Na tle wciąż nowych zastosowań i potrzeb przesyłania energii elektrycznej na coraz większe odległości zarysowuje się rosnące zainteresowanie prądem przemiennym, któremu ustępuje stopniowo prąd stały. Przyczyniają się do tego powstające w tym okresie transformatory i generatory synchroniczne (Jabtoczkow). W tym też czasie dokonano odkrycia pola wirującego (Ferraris, Tesla), wytwarzanego przez prądy dwu i trójfazowe i zbudowano działające na tej zasadzie pierwsze dwu i trójfazowe silniki asynchroniczne. Ze wzrostem zapotrzebowania na przesyłanie coraz większych mocy i pojawienia się coraz większej liczby silników, układy dwufazowe są wypierane przez układy trójfazowe, zaproponowane przez Doliwo-Dobrowolskiego.
W początkach 20 stulecia obserwujemy w dziedzinie maszyn elektrycznych i transformatorów doskonalenie konstrukcji i przystosowywanie technologii wytwarzania do warunków przemysłowych. Dalszy rozwój, aż do dziś i nadal, kroczy drogą wprowadzania coraz lepszych materiałów magnetycznych, przewodzących, izolacyjnych i konstrukcyjnych. Zadania jakie stawiają sobie projektanci i wykonawcy dotyczą uzyskiwania żądanych właściwości ruchowych, zmniejszania gabarytów, oszczędności materiałów, zwiększenia sprawności, przy równoczesnej poprawie jakości produkowanych maszyn i transformatorów. Istotną rolę odgrywa stosowanie coraz lepszych czynników chłodzących (wodór, woda) i ukształtowanie obwodów chłodzenia. W niedługim być może czasie w zakres budowy największych turbogeneratorów wkroczy kriotechnika, otwierając drogę dalszym etapom rozwoju maszyn elektrycznych. Szczytowe osiągnięcia w produkcji maszyn elektrycznych sięgają dziś, pod względem ich wielkości, mocy 1000 MW (turbogeneratory).
Równolegle do rozwoju typowych maszyn elektrycznych prowadzi się badania nad możliwością realizacji dużych generatorów magnetohydrodynamicznych.
Olbrzymie wzbogacenie możliwości uzyskiwania różnych charakterystyk ruchowych przyniosło, w dziedzinie napędów elektrycznych, wprowadzenie techniki półprzewodnikowej (tyrystory). Wraz z nią jest widoczny pewien nawrót w zainteresowaniu silnikami komutatorowymi, których charakterystyki regulacji są na ogól korzystniejsze od charakterystyk silników bezkomutatorowych.
W latach dwudziestych naszego stulecia budowano, jak na owe czasy, stosunkowo duże silniki (kilkadziesiąt kilowatów) z przeznaczeniem ich do napędu grupowego. Obecnie, przy powszechnie stosowanym napędzie indywidualnym (jednostkowym), widoczne jest zwiększone zapotrzebowanie na silniki małej i średniej mocy (od kilku do kilkudziesięciu kilowatów). Produkuje się je więc w wielkich seriach, przy daleko posuniętej normalizacji, co walnie przyczynia się do zmniejszenia kosztów.
Oprócz maszyn typowych, produkowanych w dużych seriach lub masowo, przemysł dostarcza maszyny specjalne wykonywane w mniejszych seriach. Do maszyn takich należą m.in. wzmacniacze maszynowe, spawarki, przetwornice częstotliwości, maszyny pracujące przy zwiększonej częstotliwości (np. 400 Hz), silniki liniowe (o ruchu posuwistym).
Oddzielną grupę maszyn stanowią tzw. mikromaszyny (o mocach rzędu 1, 10 i 100 W) znajdujące powszechne zastosowanie w przemysłowych układach automatyki i urządzeniach codziennego użytku.
KLASYFIKACJA MASZYN I TRANSFORMATORÓW
Transformatorem nazywamy urządzenie elektryczne służące do przetwarzania energii elektrycznej o danych wartościach napięcia i prądu przemiennego w energię elektryczną o innych, żądanych przez użytkownika, wartościach napięcia i prądu. Cechą charakterystyczną, wyodrębniającą transformatory spośród innych przetworników energii, jest to, iż przetwarzanie energii odbywa się w transformatorze bez udziału ruchu.
Transformator nie jest wprawdzie maszyną elektryczną, wchodzi on jednak zwykle w zakres nauczania maszyn elektrycznych.
Maszyną elektryczną nazywamy urządzenie elektromechaniczne, służące do przetwarzania energii:
mechanicznej w elektryczną,
elektrycznej w mechaniczną,
elektrycznej w elektryczną o zmienionych wartościach takich wielkości jak częstotliwość, napięcie i prąd.
Maszyna elektryczna jest więc przetwornikiem elektromechanicznym. Cechą charakterystyczną maszyn elektrycznych jest to, iż zachodzące w nich przemiany energii odbywają się przy udziale ruchu. W przeważającej większości maszyn elektrycznych ruch ten jest ruchem obrotowym; maszyny pracujące w takich warunkach nazywamy maszynami wirującymi. W ostatnich latach coraz liczniejsze zastosowania znajdują maszyny, w których zespół części ruchomych wykonuje ruch prostoliniowy posuwisty lub posuwisto-zwrotny. Maszyny takie nazywamy umownie maszynami (silnikami) liniowymi.
Każda maszyna posiada zatem dwa zespoły elementów:
nieruchome � przynależne do stojana (statora),
ruchome � przynależne do wirnika (rotora) lub układu wykonującego jakikolwiek ruch względem stojana.
Podziały transformatorów:
jednofazowe i wielofazowe,
jedno, dwu i wielouzwojeniowe,
rdzeniowe (obwód magnetyczny stanowi rdzeń wykonany z materiału ferromagnetycznego) i powietrzne bez rdzenia ferromagnetycznego,
energetyczne (tzw. transformatory mocy), pomiarowe (przekładniki) i regulacyjne, chłodzone olejem i powietrzem.
Podziały maszyn elektrycznych:
prądnice (generatory), które przetwarzają energię mechaniczną w energię elektryczną,
silniki (motory), które przetwarzają energię elektryczną w energię mechaniczną,
przetwornice � maszyny elektryczne lub zespoły maszyn elektrycznych sprzęgniętych ze sobą mechanicznie lub mechanicznie i elektrycznie, które przetwarzają energię elektryczną o danych wartościach parametrów elektrycznych w energię elektryczną o zmienionych wartościach tych parametrów.
Oddzielną grupę stanowią maszyny, które, niezależnie od dokonujących się w nich przemian energetycznych, służą specjalnym celom tak jak regulatory i wzmacniacze maszynowe.