其實電動機帶動發(fā)電機這種事情過去也是有的，但是在地球人點出了【電力電子學(xué)】之后，這種看起來就二的行為就很少見了。

但在【電力電子學(xué)】這一關(guān)鍵科技之前，電動機拖動發(fā)電機是個并不少見的行為。雖然它有能耗巨大、效率低下等一百萬個缺點，但考慮到它能解決的問題，工程師們往往捏著鼻子也就忍了。這個可怕的問題，叫電能的變換。

電動機帶動發(fā)電機，根據(jù)兩側(cè)電機的不同，大致可以分成四種作用。

（1）直流電動機拖動直流發(fā)電機——對直流電壓進行升降壓，學(xué)名【斬波】。

（2）直流電動機拖動交流發(fā)電機——將一個直流電變成交流電，學(xué)名【逆變】。

（3）交流電動機拖動直流發(fā)電機——將一個交流電變成直流電，學(xué)名【整流】。

（4）交流電動機拖動交流發(fā)電機——對交流電進行升降壓或者改變它的頻率，前者學(xué)名叫【變壓】，后者學(xué)名叫【變頻】。

如果你穿越回愛迪生和特斯拉的時代做一個電氣工程師，那么上面五種對電能的變換幾乎能把你逼瘋。在那個時候，如果你設(shè)計了一個220V額定電壓的鎢絲燈，很可能根本點不亮，因為你根本找不到220V的電壓源。

于是最早期的實驗都是用非?；姆绞竭M行的——如果你需要直流電，那么就用電池串出你要的電壓，功率不夠的話再并聯(lián)一下；如果你要交流電，那么就找一個能發(fā)出更高電壓的交流發(fā)電機，然后用電阻去分壓。

當(dāng)時的工程師們想了想，比起每天跟電池和電阻玩串并聯(lián)，弄幾個電機之間相互拖動好像根本就不算個事。

這五種操作中最先解決的是【變壓】，大概是1880年，一個名叫高蘭德的法國工程師最先展出了原始的變壓器。這種變壓器能夠在不改變電壓頻率的情況下將交流電壓進行升降壓調(diào)節(jié)。此物的專利后來落入了威斯汀豪斯手中，使他得以幫助特斯拉建立起交流電力系統(tǒng)，并且最終打敗了愛迪生的直流帝國。本質(zhì)上來說，變壓器作為一種利用電磁場進行能量轉(zhuǎn)換的機械，仍然是一種電機。但有了此物之后，再也沒有人會用交流電動機拖動交流發(fā)電機進行變壓了。

第二個被解決的問題是【整流】，1902年，人們制造出最原始的汞弧整流器。這是個巨大的家伙在當(dāng)時可謂非常不好用，它不但體積巨大，而且需要較高的工作電壓，效率還低，并且還有巨大的噪音，還容易損壞，甚至還有毒。（這一串缺點也是真叫人絕望……）地球人斷斷續(xù)續(xù)的改進，到上個世紀二三十年代，勉強可以用汞弧整流器進行各種整流操作，這個問題也就讓電氣工程師們捏著鼻子當(dāng)是解決了。

1948年的中國大陸戰(zhàn)火紛飛，此時的大洋彼岸，美國貝爾實驗室的工程師威廉肖克利發(fā)表了一篇震古爍今的論文《半導(dǎo)體中的PN結(jié)和PN結(jié)型晶體管的理論》，利用三價和五價元素摻雜硅晶體，他們制造出了兩種半導(dǎo)體。半導(dǎo)體的第一個成果是二極管，一種只允許電流單向流動的神奇器件。它的特性比起今天有著相當(dāng)?shù)牟罹啵潜绕甬?dāng)時可怕的汞弧整流器簡直可以稱得上可愛。因此在短短數(shù)年的時間里，汞弧整流器被迅速的淘汰，用二極管制造的整流器徹底終結(jié)了人類在整流領(lǐng)域的麻煩。

半導(dǎo)體物理的進步帶來的不僅僅是二極管?？梢允芸亻_通或者關(guān)斷的器件迅速的被發(fā)展出來。神說，要有【PN結(jié)】，于是就有了【三極管】帶來的【模擬電路】和【晶閘管】帶來的【電力電子學(xué)】

有了標準電壓的電力系統(tǒng)，加上變壓器加整流橋，電氣工程師已經(jīng)可以產(chǎn)生想要的一切直流電壓。雖然這并不意味著直流電壓變化這個問題的解決，但用直流電動機拖動直流發(fā)電機也就沒人干了。隨著半導(dǎo)體技術(shù)的進步，【全控管】被發(fā)明出來。這是電力電子學(xué)的巨大飛躍——人類終于可以可靠的憑自己的意愿去選擇這個器件到底是導(dǎo)通還是關(guān)斷。于是在很短的時間里，非隔離的【Buck變換器】、【Boost變換器】、【Buck-Boost變換器】、隔離的【正激變換器】、【反激變換器】等諸多DC-DC變換器拓撲被設(shè)計出來，這一進程到今天也沒結(jié)束。利用這成百上千種不同的電***類可以在幾乎任何場合將任何類型的直流電源變成自己想要的直流電源。利用【全控管】進行【斬波】的技術(shù)并非只是錦上添花而已。

將直流電壓進行變換的【斬波】技術(shù)距離最后的難題——【逆變】和【變頻】，其實只差最后的一點了。人類對頻域的研究得到了最后一塊拼圖——【脈寬調(diào)制技術(shù)】。通過控制四個全控管，使得負載上按預(yù)定變化規(guī)律不斷得到同等幅值，但時間不同的直流電壓，可以幾乎完美的模擬出想要的任何波形，當(dāng)然也包括電氣工程師們心心念念的正弦交流電，這就是【全橋逆變器】。與各種各樣的DC-DC斬波器一樣，逆變電路也得到了巨大的發(fā)展。包括【半橋逆變器】、【維也納拓撲】等一系列逆變器迅速發(fā)展，將直流電變?yōu)榻涣麟娪l(fā)的容易。在這樣的背景下，人類再也沒有理由使用直流電動機拖動交流發(fā)電機進行逆變。

逆變電路的發(fā)展也徹底終結(jié)了利用交流電動機拖動交流電動機進行變頻的技術(shù)。讓人們想要改變電源的頻率，再也不用進行復(fù)雜的電機互聯(lián)，只需要先進行一個【整流】，再進行一次【逆變】，就可以得到任何想要的頻率（頻率其實有上限，該上限受電力電子器件性能的限制，但這一限制遠高于電機拖動的變頻限制）。因此不需要任何電機的【變頻器】就此誕生。

人類不再用電動機帶動發(fā)電機來變換電能，不是他們不需要，只是他們有更好的方式。半導(dǎo)體電力電子器件重構(gòu)了整個電氣工程。曾經(jīng)威斯汀豪斯和特斯拉將愛迪生的直流帝國徹底埋葬，但在高性能電力電子器件的不斷發(fā)展下，特高壓直流輸電系統(tǒng)再一次回到交直流競爭的舞臺上。不論成敗，等待人類的都將是嶄新且更為強勁的電力能源系統(tǒng)。

百多年間電氣工程師苦心孤詣的萬千思索，落在紙上不過幾行淡墨而已。但正是這些努力，讓今天的人們得以大聲的嘲笑過去的技術(shù)——愚蠢的用電動機拖動發(fā)電機來進行電能變換。過去的技術(shù)不過是如今的談資，正如今天的技術(shù)一定只是未來百年后的戲言。南方古猿舉起工具，斗轉(zhuǎn)星移間便成了飛天的火箭和燦爛的星漢。

文章標題：為什么不用電動機帶動發(fā)電機發(fā)電呢？
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