Kas yra dinamo mašina. Pirmieji nuolatinės srovės generatoriai

Ankstesnio šimtmečio dinamika buvo pradėta vadinti nuolatinės srovės generatoriais, pirmaisiais pramoniniais generatoriais, kuriuos vėliau pakeitė kintamosios srovės generatoriai, tinkantys transformatoriams konvertuoti, ir ypač patogūs tolimiems perdavimams, nedarant nuostolių.

Šiandien žodis „dinamo“, kaip taisyklė, reiškia mažus dviračių generatorius (priekiniams žibintams) arba rankinius generatorius (turistiniams žibintuvėliams). Kalbant apie pramoninius generatorius, šiandien visa tai yra kintamosios srovės generatoriai. Tačiau prisiminkime, kaip vystėsi ir tobulėjo pirmosios dinamikos.

Pirmąjį nuolatinės srovės generatoriaus, arba vienpolės dinamo, modelį pasiūlė dar 1832 m. Michaelas Faradėjus, kai jis atrado tik elektromagnetinės indukcijos reiškinį. Tai buvo vadinamasis „Faradėjaus diskas“ - paprasčiausias nuolatinės srovės generatorius. Pasagos formos magnetas tarnavo kaip statorius, o rankiniu būdu sukamas vario diskas tarnavo kaip rotorius, kurio ašis ir kraštas liečiasi su kolektoriaus šepetėliais.

Kai diskas buvo pasuktas, toje disko dalyje, kuri kerta magnetinį srautą tarp statoriaus magneto polių, buvo sukeltas EMF, kuris, jei grandinė tarp šepečių buvo sutrumpinta iki apkrovos, lemia radialinės srovės atsiradimą diske. Iki šios dienos naudojami tokie vienpoliai generatoriai, kur reikia didelių tiesioginių srovių be rektifikacijos.

Pirmą kartą generatorių pastatė prancūzas Ippolit Pixie, tai įvyko tame pačiame 1832 m. Dinaminės mašinos statoriuje buvo pora ritinių, sujungtų nuosekliai, rotorius buvo pasagos formos nuolatinis magnetas, be to, konstrukcijoje buvo šepečio komutatorius.

Magnetas pasisuko, magnetiniu srautu kirto ritinių šerdį ir juose sukėlė harmoninę emf. Ir automatinis jungiklis buvo naudojamas ištaisyti ir gauti nuolatinę pulsuojančią srovę apkrovoje.

Vėliau, 1842 m., Jacobi pasiūlys dėti magnetus ant statoriaus, o apviją - ant rotoriaus, kuris taip pat suktųsi per reduktorių. Dėl to generatorius taps kompaktiškesnis.

1856 m. Tiekdamas Frederiko Holmso serijines lanko lempas (šios lempos buvo naudojamos švyturių prožektoriuose), pats Frederickas Holmesas pasiūlė generatoriaus projektą, panašų į „Jacobi“ generatorių, tačiau kurį papildė vatos išcentrinis reguliatorius, kad lempos įtampa būtų pastovi esant skirtingoms apkrovos srovėms, kas buvo pasiekta automatiškai perkeliant šepetėlius.

Statoriuje buvo 50 magnetų, o dizainas paprastai svėrė 4 tonas ir išvystė šiek tiek daugiau nei 7 kW galią. Apie 100 tokių generatorių buvo pagaminta pavadinimu Alliance.

Tuo tarpu mašinos su nuolatiniais magnetais išsiskyrė vienu reikšmingu trūkumu - laikui bėgant magnetai prarado įmagnetinimą ir pablogėjo dėl vibracijos, todėl laikui bėgant mašinos sukuriama įtampa tapo mažesnė ir mažesnė. Tokiu atveju įmagnetinimas negalėjo būti kontroliuojamas, norint stabilizuoti įtampą.

Kaip sprendimas kilo elektromagnetinio sužadinimo idėja. Idėja kilo anglų išradėjo Henry Wilde'o, kuris 1864 m. Užpatentavo generatorių su nuolatinio magneto sužadintuvu, galvoje - sužadinimo magnetas buvo tiesiog sumontuotas ant generatoriaus veleno.

Vėliau tikrą revoliuciją generatoriuose padarys vokiečių inžinierius Werneris Siemensas, kuris atras tikrąjį dinamoelektrinį principą ir pradės naujų DC generatorių gamybą.

Savaiminio sužadinimo principas yra naudoti rotoriaus šerdies liekamąjį įmagnetinimą sužadinimui pradėti, o tada, kai generatorius yra sužadinamas, naudokite apkrovos srovę kaip įmagnetinimo srovę arba įjunkite specialią sužadinimo apviją, maitinamą generuojamos srovės lygiagrečiai apkrovai. Dėl to teigiami atsiliepimai padidins srovės sukuriamo sužadinimo magnetinį srautą.

Tarp pirmųjų, savaiminio sužadinimo principą, arba dinamoelektrinį principą, pažymėjo inžinierius iš Danijos Soren Hiort. Jis savo 1854 m. Patente paminės galimybę panaudoti liekamąjį įmagnetinimą, kad būtų galima įgyvendinti elektromagnetinės indukcijos reiškinį, kad būtų galima sukurti generaciją, tačiau bijodamas, kad likusio magnetinio srauto nebus pakankamai, Hiortas pasiūlys papildyti dinamo dizainą nuolatiniais magnetais. Šis generatorius niekada nebus įgyvendintas.

Vėliau, 1856 m., Anies Jedlik, Vengrijos mokslų akademijos narys, išsakys panašią idėją, bet nieko nepatentuos. Tik po 10 metų Faraday'o studentas Samuelis Varley praktiškai supranta savisaugos dinamo principą. Jo patento paraiškoje (1866 m.) Buvo aprašytas prietaisas, labai panašus į „Jacobi“ generatorių, tik nuolatiniai magnetai jau buvo pakeisti sužadinimo apvija - sužadinimo elektromagnetais. Prieš pradedant, šerdys buvo įmagnetintos tiesiogine srove.

1867 m. Pradžioje išradėjas Werneris Siemensas skaitė pranešimus Berlyno mokslų akademijoje. Jis visuomenei pristatė generatorių, panašų į Varley generatorių, vadinamą „dinamo“. Mašina buvo paleista variklio režimu, kad lauko apvijos būtų įmagnetintos. Tada automobilis virto generatoriumi.

Tai buvo tikra elektros mašinų supratimo ir projektavimo revoliucija. Vokietijoje pradėta plačiai gaminti „Siemens“ dinamika - savadarbiai nuolatinės srovės generatoriai - pirmieji pramoniniai dinamai.

Laikui bėgant dinamikos dizainas pasikeitė: Theophilus Gramm tais pačiais 1867 metais pasiūlė žiedinį inkarą, o 1872 m. Vyriausiasis „Siemens-Halske“ dizaineris Gefneris Altenekas pasiūlys būgno apviją.

Taigi nuolatinės srovės generatoriai įgis galutinę formą. XIX amžiuje, pereinant prie kintamos srovės, hidroelektrinės ir šiluminės elektrinės pradės generuoti kintamąją srovę generatoriuose. Bet tai visai kita istorija ...

Taip pat žiūrėkite šia tema:

Pagrindiniai elektros generatorių tipai ir jų ypatybės