Một máy nổ là gì. Máy phát điện DC đầu tiên

Các máy phát điện trong thế kỷ trước khi bắt đầu được gọi là máy phát điện trực tiếp, máy phát điện công nghiệp đầu tiên sau đó được thay thế bằng máy phát điện xoay chiều thích hợp để chuyển đổi bằng máy biến áp, và cực kỳ thuận tiện cho việc truyền tải đường dài mà ít mất mát.

Ngày nay, từ "máy phát điện", theo quy luật, có nghĩa là máy phát điện xe đạp nhỏ (cho đèn pha) hoặc máy phát điện cầm tay (cho đèn pin du lịch). Đối với máy phát điện công nghiệp, ngày nay tất cả điều này là máy phát điện xoay chiều. Tuy nhiên, chúng ta hãy nhớ lại cách các máy phát điện đầu tiên phát triển và cải thiện.

Mô hình đầu tiên của một máy phát điện trực tiếp, hay máy phát điện đơn cực, được đề xuất trở lại vào năm 1832 bởi Michael Faraday, khi ông chỉ phát hiện ra hiện tượng cảm ứng điện từ. Đó là cái gọi là "đĩa Faraday" - trình tạo DC đơn giản nhất. Một nam châm hình móng ngựa được dùng làm stato trong đó, và một đĩa đồng xoay thủ công được dùng làm rôto, trục và cạnh của chúng tiếp xúc với chổi thu.

Khi đĩa được quay, trong phần của đĩa giao với từ thông giữa hai cực của nam châm stato, EMF được tạo ra, nếu mạch giữa các chổi bị chập vào tải, dẫn đến sự xuất hiện của dòng xuyên tâm trong đĩa. Cho đến ngày nay, các máy phát đơn cực như vậy được sử dụng ở những nơi có dòng điện trực tiếp lớn mà không cần chỉnh lưu.

Người Pháp Ippolit Pixie lần đầu tiên chế tạo máy phát điện, nó đã xảy ra vào cùng năm 1832. Stator của máy nổ có một cặp cuộn dây nối tiếp, rôto là một nam châm vĩnh cửu hình móng ngựa, ngoài ra, thiết kế có một cổ góp bàn chải.

Nam châm quay, đi qua lõi của cuộn dây với từ thông và tạo ra một emf hài trong chúng. Và công tắc tự động đã được sử dụng để chỉnh lưu và thu được dòng xung không đổi trong tải.

Sau đó, vào năm 1842, Jacobi sẽ đề xuất đặt nam châm trên stato và cuộn dây trên rôto, cũng sẽ quay qua hộp số. Điều này sẽ làm cho máy phát điện nhỏ gọn hơn.

Năm 1856, để cung cấp đèn hồ quang nối tiếp Frederick Holmes (những loại đèn này được sử dụng trong đèn rọi của hải đăng), chính Frederick Holmes đã đề xuất một thiết kế máy phát điện tương tự như máy phát Jacobi, nhưng được bổ sung bởi một bộ điều chỉnh ly tâm Watt để giữ cho điện áp đèn không đổi ở các dòng tải khác nhau, những gì đã đạt được bằng cách tự động thay đổi các bàn chải.

Stator chứa 50 nam châm và thiết kế thường nặng 4 tấn và phát triển công suất chỉ hơn 7 kW. Khoảng 100 máy phát điện như vậy được sản xuất dưới tên Liên minh thương hiệu.

Trong khi đó, các máy có nam châm vĩnh cửu khác nhau ở một nhược điểm đáng kể - nam châm bị mất từ ​​hóa theo thời gian và bị suy giảm do rung, do đó, điện áp do máy tạo ra ngày càng thấp dần theo thời gian. Trong trường hợp này, từ hóa không thể được kiểm soát để ổn định điện áp.

Như một giải pháp, ý tưởng kích thích điện từ xuất hiện. Ý tưởng nảy ra trong đầu của nhà phát minh người Anh Henry Wilde, người vào năm 1864 đã cấp bằng sáng chế cho một máy phát điện với bộ kích thích nam châm vĩnh cửu - nam châm kích thích được gắn đơn giản trên trục máy phát điện.

Sau đó, một cuộc cách mạng thực sự về máy phát điện sẽ được thực hiện bởi kỹ sư người Đức Werner Siemens, người sẽ khám phá ra nguyên lý điện động lực thực sự và đưa việc sản xuất máy phát điện DC mới vào hoạt động.

Nguyên tắc tự kích thích là sử dụng từ hóa dư của lõi rôto để bắt đầu kích thích, và sau đó, khi máy phát được kích thích, sử dụng dòng tải làm dòng từ hóa, hoặc bật một cuộn dây kích thích đặc biệt, được cung cấp bởi dòng điện song song với tải. Kết quả là, phản hồi tích cực sẽ làm tăng từ thông của sự kích thích được tạo ra bởi dòng điện.

Trong số đầu tiên, nguyên tắc tự kích thích, hoặc nguyên lý điện động lực, lưu ý kỹ sư đến từ Đan Mạch Soren Hiort. Ông sẽ đề cập trong bằng sáng chế của mình từ năm 1854 về khả năng sử dụng từ hóa dư để thực hiện hiện tượng cảm ứng điện từ để tạo ra, tuy nhiên, vì sợ từ thông dư sẽ không đủ, Hiort sẽ đề xuất bổ sung thiết kế máy phát điện bằng nam châm vĩnh cửu. Máy phát điện này sẽ không bao giờ được thực hiện.

Sau đó, vào năm 1856, Anies Jedlik, thành viên của Viện Hàn lâm Khoa học Hungary, sẽ bày tỏ một ý tưởng tương tự, nhưng sẽ không cấp bằng sáng chế gì cả. Chỉ 10 năm sau, Samuel Varley, một sinh viên của Faraday, nhận ra trong thực tế nguyên tắc của máy nổ tự kích thích. Đơn xin cấp bằng sáng chế của ông (năm 1866) có mô tả về một thiết bị rất giống với máy phát Jacobi, chỉ có nam châm vĩnh cửu đã được thay thế bằng một cuộn dây điện kích thích - kích thích. Trước khi bắt đầu, các lõi đã được từ hóa bằng dòng điện trực tiếp.

Vào đầu năm 1867, nhà phát minh Werner Siemens đã báo cáo tại Viện hàn lâm Khoa học Berlin. Ông đã trình bày cho công chúng một máy phát điện tương tự như máy phát Varley, được gọi là "máy phát điện". Máy được khởi động ở chế độ động cơ để cuộn dây trường được từ hóa. Sau đó chiếc xe biến thành máy phát điện.

Đó là một cuộc cách mạng thực sự trong sự hiểu biết và thiết kế của máy điện. Tại Đức, việc sản xuất rộng rãi các máy phát điện của Siemens đã bắt đầu - máy phát điện DC tự kích thích - máy phát điện công nghiệp đầu tiên.

Thiết kế của máy phát điện đã thay đổi theo thời gian: Theophilus Gramm, vào cùng năm 1867, đã đề xuất một chiếc neo vòng, và vào năm 1872, nhà thiết kế chính của Siemens-Halske, Gefner Altenek, sẽ cung cấp cuộn dây trống.

Vì vậy, máy phát điện DC sẽ có hình dạng cuối cùng của chúng. Vào thế kỷ 19, với sự chuyển đổi sang dòng điện xoay chiều, các nhà máy thủy điện và nhà máy nhiệt điện sẽ bắt đầu tạo ra dòng điện xoay chiều trên các máy phát điện xoay chiều. Nhưng đây là một câu chuyện hoàn toàn khác ...

Xem thêm về chủ đề này:

Các loại máy phát điện chính và tính năng của chúng

Comments

[#1 Michael]

Vì vậy, máy phát từ động cơ không đồng bộ cũng có thể được xếp hạng là máy phát điện.