其實(shí)電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)發(fā)電機(jī)這種事情過(guò)去也是有的，但是在地球人點(diǎn)出了【電力電子學(xué)】之后，這種看起來(lái)就二的行為就很少見(jiàn)了。

但在【電力電子學(xué)】這一關(guān)鍵科技之前，電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)發(fā)電機(jī)是個(gè)并不少見(jiàn)的行為。雖然它有能耗巨大、效率低下等一百萬(wàn)個(gè)缺點(diǎn)，但考慮到它能解決的問(wèn)題，工程師們往往捏著鼻子也就忍了。這個(gè)可怕的問(wèn)題，叫電能的變換。

電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)發(fā)電機(jī)，根據(jù)兩側(cè)電機(jī)的不同，大致可以分成四種作用。

（1）直流電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)直流發(fā)電機(jī)——對(duì)直流電壓進(jìn)行升降壓，學(xué)名【斬波】。

（2）直流電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)交流發(fā)電機(jī)——將一個(gè)直流電變成交流電，學(xué)名【逆變】。

（3）交流電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)直流發(fā)電機(jī)——將一個(gè)交流電變成直流電，學(xué)名【整流】。

（4）交流電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)交流發(fā)電機(jī)——對(duì)交流電進(jìn)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(ài)迪生和特斯拉的時(shí)代做一個(gè)電氣工程師，那么上面五種對(duì)電能的變換幾乎能把你逼瘋。在那個(gè)時(shí)候，如果你設(shè)計(jì)了一個(gè)220V額定電壓的鎢絲燈，很可能根本點(diǎn)不亮，因?yàn)槟愀菊也坏?20V的電壓源。

于是最早期的實(shí)驗(yàn)都是用非常滑稽的方式進(jìn)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(huà)再并聯(lián)一下；如果你要交流電，那么就找一個(gè)能發(fā)出更高電壓的交流發(fā)電機(jī)，然后用電阻去分壓。

當(dāng)時(shí)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(gè)電機(jī)之間相互拖動(dòng)好像根本就不算個(gè)事。

這五種操作中最先解決的是【變壓】，大概是1880年，一個(gè)名叫高蘭德的法國(guó)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(jìn)行升降壓調(diào)節(jié)。此物的專(zhuān)利后來(lái)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(ài)迪生的直流帝國(guó)。本質(zhì)上來(lái)說(shuō)，變壓器作為一種利用電磁場(chǎng)進(jìn)行能量轉(zhuǎn)換的機(jī)械，仍然是一種電機(jī)。但有了此物之后，再也沒(méi)有人會(huì)用交流電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)交流發(fā)電機(jī)進(jìn)行變壓了。

第二個(gè)被解決的問(wèn)題是【整流】，1902年，人們制造出最原始的汞弧整流器。這是個(gè)巨大的家伙在當(dāng)時(shí)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(diǎn)也是真叫人絕望……）地球人斷斷續(xù)續(xù)的改進(jìn)，到上個(gè)世紀(jì)二三十年代，勉強(qiáng)可以用汞弧整流器進(jìn)行各種整流操作，這個(gè)問(wèn)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(guó)大陸戰(zhàn)火紛飛，此時(shí)的大洋彼岸，美國(guó)貝爾實(shí)驗(yàn)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(jià)和五價(jià)元素?fù)诫s硅晶體，他們制造出了兩種半導(dǎo)體。半導(dǎo)體的第一個(gè)成果是二極管，一種只允許電流單向流動(dòng)的神奇器件。它的特性比起今天有著相當(dāng)?shù)牟罹?，但是比起?dāng)時(shí)可怕的汞弧整流器簡(jiǎn)直可以稱(chēng)得上可愛(ài)。因此在短短數(shù)年的時(shí)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(lèi)在整流領(lǐng)域的麻煩。

半導(dǎo)體物理的進(jìn)步帶來(lái)的不僅僅是二極管。可以受控開(kāi)通或者關(guān)斷的器件迅速的被發(fā)展出來(lái)。神說(shuō)，要有【PN結(jié)】，于是就有了【三極管】帶來(lái)的【模擬電路】和【晶閘管】帶來(lái)的【電力電子學(xué)】

有了標(biāo)準(zhǔn)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(gè)問(wèn)題的解決，但用直流電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)直流發(fā)電機(jī)也就沒(méi)人干了。隨著半導(dǎo)體技術(shù)的進(jìn)步，【全控管】被發(fā)明出來(lái)。這是電力電子學(xué)的巨大飛躍——人類(lèi)終于可以可靠的憑自己的意愿去選擇這個(gè)器件到底是導(dǎo)通還是關(guān)斷。于是在很短的時(shí)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?fù)浔辉O(shè)計(jì)出來(lái)，這一進(jìn)程到今天也沒(méi)結(jié)束。利用這成百上千種不同的電***類(lèi)可以在幾乎任何場(chǎng)合將任何類(lèi)型的直流電源變成自己想要的直流電源。利用【全控管】進(jìn)行【斬波】的技術(shù)并非只是錦上添花而已。

將直流電壓進(jìn)行變換的【斬波】技術(shù)距離最后的難題——【逆變】和【變頻】，其實(shí)只差最后的一點(diǎn)了。人類(lèi)對(duì)頻域的研究得到了最后一塊拼圖——【脈寬調(diào)制技術(shù)】。通過(guò)控制四個(gè)全控管，使得負(fù)載上按預(yù)定變化規(guī)律不斷得到同等幅值，但時(shí)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?fù)洹康纫幌盗心孀兤餮杆侔l(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(lèi)再也沒(méi)有理由使用直流電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)交流發(fā)電機(jī)進(jìn)行逆變。

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

人類(lèi)不再用電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)發(fā)電機(jī)來(lái)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(gè)電氣工程。曾經(jīng)威斯汀豪斯和特斯拉將愛(ài)迪生的直流帝國(guó)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(jìng)爭(zhēng)的舞臺(tái)上。不論成敗，等待人類(lèi)的都將是嶄新且更為強(qiáng)勁的電力能源系統(tǒng)。

百多年間電氣工程師苦心孤詣的萬(wàn)千思索，落在紙上不過(guò)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(guò)去的技術(shù)——愚蠢的用電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)發(fā)電機(jī)來(lái)進(jìn)行電能變換。過(guò)去的技術(shù)不過(guò)是如今的談資，正如今天的技術(shù)一定只是未來(lái)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(biāo)題：為什么不用電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電呢？
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