|
Arabic
Bengali
Chinese
English
French
German
Hebrew
Hindi
Italian
Japanese
Korean
Malay
Polish
Portuguese
Spanish
Turkish
Ukrainian
Vietnamese|
LỊCH SỬ CÔNG NGHỆ, CÔNG NGHỆ, ĐỐI TƯỢNG QUA CHÚNG TÔI
Máy phát điện. Lịch sử phát minh và sản xuất
Cẩm nang / Lịch sử của công nghệ, kỹ thuật, các đối tượng xung quanh chúng ta Máy phát điện là một thiết bị trong đó các dạng năng lượng phi điện (cơ, hóa, nhiệt) được biến đổi thành năng lượng điện.
Trong một thời gian dài, các nhà vật lý ở các quốc gia khác nhau đã cố gắng khám phá ra sự phụ thuộc này, nhưng không thành công. Trong thực tế, ví dụ, nếu một nam châm vĩnh cửu nằm cạnh một dây dẫn hoặc cuộn dây, thì không có dòng điện nào phát sinh trong dây dẫn. Nhưng nếu chúng ta bắt đầu di chuyển nam châm này: di chuyển nó lại gần hoặc ra xa cuộn dây, chèn và tháo nam châm ra khỏi nó, thì một dòng điện xuất hiện trong dây dẫn và có thể quan sát thấy nó trong toàn bộ thời gian nam châm chuyển động. Tức là dòng điện chỉ có thể xảy ra trong từ trường xoay chiều. Lần đầu tiên mô hình quan trọng này được thiết lập vào năm 1831 bởi nhà vật lý người Anh Michael Faraday. Sau một loạt các thí nghiệm, Faraday phát hiện ra rằng một dòng điện xuất hiện (được cảm ứng) trong tất cả các trường hợp đó khi có sự chuyển động của các vật dẫn so với nhau hoặc so với nam châm. Nếu bạn đưa một nam châm vào cuộn dây hoặc, điều tương tự, khuấy cuộn dây so với một nam châm cố định, thì trong nó xuất hiện một dòng điện. Nếu bạn di chuyển cuộn dây này sang cuộn dây khác, mà dòng điện chạy qua thì dòng điện cũng xuất hiện trong cuộn dây đó. Hiệu ứng tương tự cũng có thể đạt được khi đóng và mở mạch, vì tại thời điểm đóng mở mạch, dòng điện tăng và giảm dần trong cuộn dây và tạo ra từ trường xoay chiều xung quanh nó. Do đó, nếu có một cuộn dây khác, không bao gồm trong mạch, gần một cuộn dây như vậy, thì một dòng điện phát sinh trong nó.
Khám phá của Faraday có ý nghĩa to lớn đối với công nghệ và toàn bộ lịch sử loài người, vì giờ đây nó đã trở nên rõ ràng về cách chuyển đổi năng lượng cơ học thành năng lượng điện và năng lượng điện trở lại thành năng lượng cơ học. Biến đổi đầu tiên trong số những biến đổi này tạo thành cơ sở cho hoạt động của máy phát điện và biến đổi thứ hai - đối với động cơ điện. Tuy nhiên, thực tế khám phá không có nghĩa là tất cả các vấn đề kỹ thuật dọc theo con đường này đã được giải quyết: mất khoảng bốn mươi năm để tạo ra một máy phát điện khả thi và hai mươi năm nữa để phát minh ra một mô hình động cơ điện công nghiệp ưng ý. Nhưng điều chính yếu: nguyên lý hoạt động của hai yếu tố quan trọng nhất của nền văn minh hiện đại này đã trở nên hiển nhiên, chính xác nhờ phát hiện ra hiện tượng cảm ứng điện từ. Máy phát điện thô sơ đầu tiên được tạo ra bởi chính Faraday. Để làm được điều này, ông đặt một đĩa đồng giữa hai cực N và S của một nam châm vĩnh cửu. Khi đĩa quay trong từ trường, trong nó xuất hiện dòng điện. Nếu các bộ thu dòng điện ở dạng tiếp điểm trượt được đặt ở ngoại vi của đĩa và ở phần trung tâm của nó, thì sự khác biệt tiềm năng giữa chúng sẽ xuất hiện, giống như trên pin điện. Đóng mạch, người ta quan sát được dòng điện chạy qua liên tục trên điện kế.
Việc lắp đặt Faraday chỉ thích hợp cho các cuộc trình diễn, nhưng sau khi nó xuất hiện các máy điện từ đầu tiên (gọi là máy phát điện sử dụng nam châm vĩnh cửu), được thiết kế để tạo ra dòng điện hoạt động. Đầu tiên trong số này là máy điện từ của Pixia, được chế tạo vào năm 1832.
Nguyên tắc hoạt động của nó rất đơn giản: bằng tay quay và bánh răng, các cực của nam châm hình móng ngựa AB, nằm đối diện với chúng, di chuyển qua vật cố định, được trang bị các cuộn dây lõi E và E ', do dòng điện nào được tạo ra trong các cuộn dây. Nhược điểm của máy Pixia là các nam châm vĩnh cửu nặng phải quay trong đó. Sau đó, các nhà phát minh thường làm cho các cuộn dây quay, để nam châm đứng yên. Đúng, trong trường hợp này, cần phải giải quyết một vấn đề khác: làm thế nào để chuyển hướng dòng điện từ cuộn dây quay thành mạch ngoài? Tuy nhiên, khó khăn này đã được vượt qua một cách dễ dàng. Trước hết, các cuộn dây được kết nối nối tiếp với một đầu của hệ thống dây điện của chúng. Sau đó, các đầu khác có thể đóng vai trò là cực của máy phát điện. Chúng được kết nối với mạch bên ngoài bằng cách sử dụng các tiếp điểm trượt.
Tiếp điểm trượt được bố trí như sau: hai vòng kim loại cách điện b và d được gắn vào trục của máy, mỗi vòng được nối với một trong các cực của máy phát điện. Hai lò xo phẳng bằng kim loại B và B 'quay quanh chu vi các vòng này, trên đó có mắc mạch ngoài. Với một thiết bị như vậy, không còn bất kỳ khó khăn nào từ chuyển động quay của trục của máy - dòng điện truyền từ trục đến lò xo tại điểm tiếp xúc của chúng. Một bất tiện khác là bản chất của máy phát hiện tại. Chiều của dòng điện trong các cuộn dây phụ thuộc vào việc chúng đang tiến đến cực của nam châm hay di chuyển ra xa nó. Do đó, dòng điện phát sinh trong một dây dẫn quay sẽ không phải là hằng số, nhưng có thể thay đổi. Khi cuộn dây đến gần một trong các cực của nam châm, cường độ dòng điện sẽ tăng từ XNUMX đến một giá trị cực đại nào đó, và sau đó, khi nó di chuyển ra xa, lại giảm xuống XNUMX. Với chuyển động xa hơn, dòng điện sẽ đổi hướng sang chiều ngược lại và lại tăng đến một giá trị cực đại nào đó, sau đó giảm xuống không. Trong các lần quay tiếp theo, quá trình này sẽ được lặp lại. Vì vậy, không giống như pin điện, máy phát điện tạo ra dòng điện xoay chiều và điều này phải được tính đến. Như bạn đã biết, hầu hết các thiết bị điện hiện đại được thiết kế để chạy bằng dòng điện xoay chiều. Nhưng vào thế kỷ XNUMX, dòng điện xoay chiều không thuận tiện vì nhiều lý do, chủ yếu là tâm lý, vì những năm trước đây người ta quen xử lý với dòng điện một chiều. Tuy nhiên, dòng điện xoay chiều có thể dễ dàng chuyển đổi thành dòng không liên tục, có một chiều. Để làm điều này, chỉ cần sự trợ giúp của một thiết bị đặc biệt - một công tắc - để thay đổi các tiếp điểm theo cách mà lò xo trượt truyền từ vòng này sang vòng khác tại thời điểm dòng điện đổi hướng. Trong trường hợp này, một tiếp điểm liên tục nhận dòng điện theo một hướng, và tiếp điểm kia theo hướng ngược lại.
Một thiết bị lò xo và tiếp xúc như vậy, thoạt nhìn có vẻ rất phức tạp, nhưng thực tế lại rất đơn giản. Mỗi vòng cổ góp được làm bằng hai nửa vòng, hai đầu của chúng chồng lên nhau một phần và lò xo rộng để chúng có thể trượt dọc theo hai nửa vòng đặt cạnh nhau. Các nửa của cùng một chiếc nhẫn được đặt cách xa nhau, nhưng liên kết với nhau. Do đó, nửa vòng a chạm vào lò xo c được nối với nửa vòng a 'trên đó c' trượt; b và b 'được nối theo cùng một phương, sao cho trong một nửa vòng quay thì lò xo c chạm a, chuyển sang b và lò xo c' chuyển từ b sang a '. Không khó để lắp lò xo sao cho nó truyền từ vòng này sang vòng khác tại thời điểm chiều dòng điện trong cuộn dây thay đổi, và khi đó mỗi lò xo luôn cho dòng điện có chiều như nhau. Nói cách khác, chúng là những cực vĩnh viễn; một dương, một âm, trong khi các cực của cuộn dây cho dòng điện xoay chiều. Máy phát điện một chiều gián đoạn có thể thay thế tốt pin điện, vốn không thuận tiện về nhiều mặt, và do đó đã khơi dậy sự quan tâm lớn của các nhà vật lý và doanh nhân thời đó. Năm 1856, công ty "Alliance" của Pháp thậm chí còn khởi động sản xuất hàng loạt các máy nổ lớn chạy bằng động cơ hơi nước. Trong các máy phát điện này, khung gang mang các nam châm vĩnh cửu hình móng ngựa được cố định thành nhiều hàng, cách đều nhau theo chu vi và hướng tâm đối với trục. Trong khoảng giữa các hàng nam châm, các bánh xe chịu lực với một số lượng lớn các cuộn dây được lắp trên trục. Ngoài ra, một bộ thu với 16 tấm kim loại được cố định trên trục, cách ly với nhau và với trục máy. Dòng điện gây ra trong các cuộn dây trong quá trình quay của trục được loại bỏ khỏi bộ góp bằng cách sử dụng các con lăn. Một chiếc máy như vậy yêu cầu động cơ hơi nước 6-10 mã lực cho hệ thống truyền động của nó. Nhược điểm lớn của máy phát điện Alliance là chúng sử dụng nam châm vĩnh cửu. Vì tác dụng từ của nam châm thép tương đối nhỏ, nên để có được dòng điện mạnh, cần phải lấy nam châm lớn và với số lượng lớn. Dưới tác động của rung động, sức mạnh của các nam châm này nhanh chóng suy yếu. Do tất cả những lý do này, hiệu suất của máy luôn ở mức rất thấp. Nhưng ngay cả với những thiếu sót này, máy phát điện Alliance đã trở nên phổ biến đáng kể và thống trị thị trường trong mười năm, cho đến khi chúng bị thay thế bởi các máy tiên tiến hơn. Trước hết, nhà phát minh người Đức Siemens đã cải tiến các cuộn dây chuyển động và lõi sắt của chúng. (Những cuộn dây có sắt bên trong này được gọi là "neo" hoặc "quân tiếp viện".) Mỏ neo Siemens "T đôi" bao gồm một hình trụ bằng sắt trong đó có hai rãnh dọc được cắt từ hai phía đối diện. Một dây cách điện được đặt trong máng xối, được chồng lên nhau dọc theo hướng trục của hình trụ. Một cái neo như vậy đã quay giữa các cực của nam châm, và nó đã siết chặt nó lại.
So với những cái trước, mỏ neo mới là một sự tiện lợi tuyệt vời. Trước hết, rõ ràng là một cuộn dây ở dạng hình trụ quay quanh trục của nó về mặt cơ học có lợi hơn một cuộn dây gắn trên một trục và quay cùng với nó. Liên quan đến các tác động từ, phần ứng Siemens có lợi thế là nó có thể tăng số lượng nam châm hoạt động rất đơn giản (vì điều này là đủ để kéo dài phần ứng và thêm một vài nam châm mới). Một máy có phần ứng như vậy cho dòng điện đều hơn nhiều, vì hình trụ được bao bọc chặt chẽ bởi các cực của nam châm. Nhưng những ưu điểm này không bù đắp được nhược điểm chính của tất cả các máy điện từ - từ trường vẫn được tạo ra trong máy phát điện sử dụng nam châm vĩnh cửu. Nhiều nhà phát minh vào giữa thế kỷ XNUMX đã phải đối mặt với câu hỏi: liệu có thể thay thế nam châm kim loại khó chịu bằng nam châm điện không? Vấn đề là bản thân các nam châm điện đã tiêu thụ năng lượng điện và cần một pin riêng hoặc ít nhất là một máy điện từ riêng để kích thích chúng. Lúc đầu, dường như không thể làm được nếu không có chúng. Năm 1866, Wilde đã tạo ra một mô hình thành công của máy phát điện trong đó nam châm kim loại được thay thế bằng nam châm điện và sự kích thích của chúng được tạo ra bởi một máy điện từ có nam châm vĩnh cửu được kết nối với cùng một động cơ hơi nước để đặt cỗ máy lớn chuyển động. Từ đây chỉ còn một bước nữa là tới máy phát điện thực tế, nó kích thích các nam châm điện bằng dòng điện của chính nó. Cùng năm 1866, Werner Siemens khám phá ra nguyên lý tự kích thích. (Đồng thời với ông, một số nhà phát minh khác cũng có khám phá tương tự.) Vào tháng 1867 năm XNUMX, ông đã gửi một báo cáo tại Học viện Berlin "Về sự biến đổi sức lao động thành dòng điện mà không cần sử dụng nam châm vĩnh cửu." Nói chung, khám phá của ông như sau. Siemens phát hiện ra rằng trong mỗi nam châm điện, sau khi dòng điện từ hóa ngừng hoạt động, vẫn luôn tồn tại những vết từ tính nhỏ, có khả năng tạo ra dòng điện cảm ứng yếu trong cuộn dây được trang bị lõi sắt từ mềm và quay giữa các cực của nam châm. . Sử dụng những dòng điện yếu này, có thể cung cấp năng lượng cho máy phát điện mà không cần sự trợ giúp từ bên ngoài. Máy phát điện tự kích thích đầu tiên được tạo ra vào năm 1867 bởi Ledd người Anh, nhưng nó cũng cung cấp một cuộn dây riêng để kích thích nam châm điện. Máy của Ledd bao gồm hai nam châm điện phẳng, giữa hai đầu của nó có hai tay đòn Siemens quay. Một trong các thiết bị điều khiển cung cấp dòng điện để cung cấp năng lượng cho nam châm điện và thiết bị kia cho mạch ngoài. Từ dư yếu của lõi nam châm điện lúc đầu kích thích dòng điện rất yếu trong phần ứng của phần ứng thứ nhất; dòng điện này chạy xung quanh các nam châm điện và củng cố trạng thái từ tính đã có trong chúng. Kết quả là, dòng điện trong phần ứng lần lượt tăng lên, và dòng điện trong phần ứng sau đó làm tăng độ bền của nam châm điện nhiều hơn. Sự tăng cường lẫn nhau này diễn ra từng chút một cho đến khi các nam châm điện đạt được toàn bộ sức mạnh của chúng. Sau đó, có thể đặt phần ứng thứ hai chuyển động và nhận dòng điện từ nó cho mạch ngoài.
Bước tiếp theo trong quá trình cải tiến máy phát điện được thực hiện theo hướng họ loại bỏ hoàn toàn một trong các thiết bị vũ khí và sử dụng thiết bị kia không chỉ để kích thích nam châm điện mà còn để thu được dòng điện ở mạch ngoài. Muốn vậy chỉ cần dẫn dòng điện từ phần ứng vào cuộn dây của nam châm điện, tính toán mọi thứ sao cho sau này có thể phát huy hết cường độ và hướng cùng một dòng điện vào mạch ngoài. Nhưng với sự đơn giản hóa thiết kế như vậy, phần ứng của Siemens hóa ra không phù hợp, vì với sự thay đổi cực nhanh, dòng điện ký sinh mạnh bị kích thích trong phần ứng, sắt của lõi nhanh chóng nóng lên và điều này có thể dẫn đến hư hỏng cho toàn bộ máy ở dòng cao. Cần có một hình thức neo khác, phù hợp hơn với phương thức hoạt động mới. Một giải pháp thành công cho vấn đề này đã sớm được tìm ra bởi nhà phát minh người Bỉ Zinovy Theophilus Gramm. Ông sống ở Pháp và phục vụ trong chiến dịch Liên minh với tư cách là một thợ mộc. Tại đây anh đã làm quen với điện. Suy nghĩ về sự cải tiến của máy phát điện, Gramm cuối cùng đã nảy ra ý tưởng thay thế mỏ neo Siemens bằng một mỏ neo khác có hình khuyên. Một điểm khác biệt quan trọng giữa phần ứng vòng (như sẽ được hiển thị bên dưới) là nó không tái từ và có các cực cố định (Gram đã tự mình khám phá ra, nhưng tôi phải nói rằng vào năm 1860, nhà phát minh người Ý Pacinotti ở Florence đã chế tạo một động cơ điện với một mỏ neo hình khuyên; tuy nhiên, khám phá này đã sớm bị lãng quên.) Vì vậy, xuất phát điểm của nghiên cứu của Gramm là làm cho một vòng sắt quay bên trong một cuộn dây, trên đó các cực từ được tạo ra và do đó thu được dòng điện đều có hướng không đổi.
Để trình bày thiết bị của máy phát Gramme, trước hết chúng ta hãy xem xét thiết bị sau đây. Trong từ trường tạo bởi các cực N và S, tám vòng kim loại khép kín quay, chúng được gắn với một khoảng cách bằng nhau theo trục với sự trợ giúp của các nan hoa. Hãy chỉ định vòng trên cùng là số 1 và chúng ta sẽ đếm theo hướng của kim đồng hồ. Đầu tiên hãy xem xét các vòng 1-5. Chúng ta thấy rằng vòng 1 bao phủ số lượng đường sức từ lớn nhất, vì mặt phẳng của nó vuông góc với chúng. Vòng 2 đã bao gồm một số lượng nhỏ hơn trong số chúng, vì nó nghiêng về hướng của các đường và các đường hoàn toàn không đi qua vòng 3, vì mặt phẳng của nó trùng với hướng của chúng. Trong vòng 4, số lượng các đường cắt nhau tăng lên, nhưng, bạn có thể dễ dàng thấy, chúng đã đi vào nó từ phía đối diện, vì vòng 4 hướng về cực nam châm với mặt còn lại của nó so với vòng 2. Vòng thứ năm bao gồm nhiều là dòng đầu tiên, nhưng chúng nhập từ phía đối diện. Nếu chúng ta quay trục mà các vòng được gắn vào, thì mỗi vòng sẽ tuần tự đi qua các vị trí 1-5. Trong trường hợp này, khi di chuyển từ vị trí thứ 1 đến vị trí thứ 3, trong vòng dây xuất hiện dòng điện. Trên đường đi từ vị trí 3 đến 5, nếu các đường sức vượt qua vòng từ cùng một phía, một dòng điện sẽ xuất hiện trong nó ngược chiều với nó ở vị trí 1-3, nhưng vì vòng thay đổi vị trí của nó so với cực, nên nghĩa là, nó quay sang nó với mặt khác, dòng điện trong vòng vẫn giữ nguyên chiều. Nhưng khi chiếc vòng đi từ vị trí 5 qua 6 và 7 một lần nữa đến 1, một dòng điện ngược chiều với vòng đầu tiên được tạo ra trong nó.
Bây giờ thay các vòng tưởng tượng của chúng ta bằng các vòng của một cuộn dây quay quấn chặt quanh một vòng sắt, chúng ta nhận được một vòng Gramme trong đó dòng điện sẽ được tạo ra theo cách giống hệt như mô tả ở trên. Giả sử dây quấn không có vỏ bọc cách điện nhưng lõi sắt có vỏ bọc cách điện thì dòng điện cảm ứng trong các vòng của dây dẫn không thể truyền vào đó. Sau đó, mỗi vòng xoắn sẽ tương tự như vòng mà chúng ta đã xem xét ở trên, và các vòng trong mỗi nửa vòng sẽ là các dây dẫn vòng nối tiếp nhau. Nhưng cả hai nửa của chiếc nhẫn được kết nối đối diện với nhau. Điều này có nghĩa là dòng điện từ cả hai phía đều hướng đến nửa trên của vòng và do đó, thu được cực dương. Theo cách tương tự, tại điểm thấp hơn, khi các dòng điện có hướng của chúng, sẽ có một cực âm. Do đó, người ta có thể so sánh chiếc nhẫn với một cục pin được tạo thành từ hai phần, được kết nối đối nghịch với nhau.
Nếu bây giờ chúng ta kết nối các đầu đối diện của vòng, chúng ta sẽ có một mạch DC kín. Trong thiết bị tưởng tượng của chúng tôi, điều này có thể dễ dàng đạt được bằng cách tăng cường các tiếp điểm trượt dưới dạng lò xo sao cho chúng chạm vào mặt trên và mặt dưới của vòng quay và phóng dòng điện theo chúng. Nhưng trên thực tế, máy phát điện Gramme có một thiết bị phức tạp hơn, vì có một số khó khăn kỹ thuật ở đây: một mặt, để loại bỏ dòng điện khỏi vòng, mặt khác, các vòng của cuộn dây phải được tiếp xúc, mặt khác, Để có được dòng điện mạnh, cuộn dây phải được quấn chặt và nhiều lớp. Làm thế nào để cô lập các lớp dưới với những lớp trên? Trên thực tế, vòng Gramm được bổ sung bởi một thiết bị đặc biệt, khá phức tạp gọi là bộ thu, dùng để thoát dòng điện từ cuộn dây. Bộ thu bao gồm các tấm kim loại gắn với trục của vòng và có hình dạng giống như các phần của một hình trụ. Mỗi tấm được cách ly cẩn thận với các khu vực lân cận và từ trục của vòng. Các đầu của mỗi phần của cuộn dây được nối với một trong các tấm kim loại, và các lò xo trượt được đặt để chúng liên tục liên kết với các phần trên cùng và dưới cùng của cuộn dây. Từ cả hai nửa của cuộn dây, người ta thu được dòng điện một chiều chạy tới lò xo được nối với phần trên. Dòng điện đi qua mạch trên và quay trở lại vòng qua lò xo dưới. Do đó, các cực di chuyển từ bề mặt của chiếc vòng sang trục của nó, từ đó việc loại bỏ dòng điện dễ dàng hơn nhiều. Trong hình thức này, mô hình ban đầu của máy phát điện đã được thể hiện. Tuy nhiên, cô ấy đã không thể làm việc. Như Gramm đã viết trong hồi ký của mình về phát minh của mình, một khó khăn mới xuất hiện ở đây: vòng mà dây dẫn được quấn nóng lên do dòng điện cũng được tạo ra ở đây với sự quay nhanh của máy phát điện. Do quá nóng, lớp cách nhiệt liên tục bị hỏng.
Băn khoăn về cách tránh rắc rối này, Gramm nhận ra rằng lõi sắt của phần ứng không thể được làm rắn, vì trong trường hợp này, dòng điện có hại hóa ra quá lớn. Nhưng bằng cách phá vỡ lõi thành nhiều mảnh để tạo ra các khoảng trống trên đường đi của các dòng điện nổi lên, có thể làm giảm đáng kể tác hại của chúng. Điều này có thể đạt được bằng cách tạo ra lõi không phải từ một mảnh đơn lẻ mà từ dây, áp đặt nó ở dạng một vòng và cách ly cẩn thận lớp này với lớp khác. Một cuộn dây sau đó được quấn vào vòng dây này. Mỗi khu vực phần ứng là một cuộn dây gồm nhiều vòng (lớp). Các cuộn dây riêng biệt được nối theo cách sao cho dây liên tục chạy quanh vòng sắt và hơn nữa là theo cùng một hướng. Từ chỗ nối của mỗi cặp cuộn dây có một dây dẫn đến tấm góp tương ứng. Số vòng quay của cuộn dây càng lớn thì dòng điện có thể bứt ra khỏi vòng càng lớn.
Phần ứng được làm theo cách này được lắp trên trục của máy phát điện. Để làm được điều này, vòng sắt ở bên trong được cung cấp bằng các nan sắt, được gắn chặt vào bộ thu bằng một vòng lớn gắn trên trục của máy. Bộ thu, như đã đề cập, bao gồm các tấm kim loại riêng biệt có cùng chiều rộng. Các lớp thu riêng lẻ được cách ly với nhau và với trục của máy phát.
Để loại bỏ dòng điện, người ta sử dụng chổi thu nhiệt, là những tấm đồng đàn hồi, vừa khít với bộ thu ở những vị trí thích hợp. Chúng được kết nối với các kẹp của máy, từ đó cho dòng điện một chiều đi vào mạch bên ngoài. Ngoài ra, dây dẫn đến một trong các kẹp tạo thành một cuộn dây nam châm điện. Kết nối đơn giản nhất của máy phát điện với các cuộn dây nam châm điện có thể đạt được bằng cách kết nối một đầu của cuộn dây nam châm điện với một trong các chổi thu, ví dụ, chổi điện âm. Đầu kia của cuộn dây nam châm điện được nối với chổi điện dương. Với kết nối này, toàn bộ dòng điện của máy phát điện đi qua các nam châm điện. Nói chung, máy phát điện đầu tiên của Gramm bao gồm hai trụ thẳng đứng bằng sắt được nối với nhau ở phía trên và phía dưới bằng các thanh của hai nam châm điện. Các cực của những nam châm điện này nằm ở giữa, do đó, mỗi cực của chúng, như nó vốn có, bao gồm hai, các cực giống hệt nhau của chúng hướng vào nhau. Có thể xem xét thiết bị này theo cách khác và coi rằng hai nửa tiếp giáp với mỗi giá và được kết nối bởi nó tạo thành hai nam châm điện riêng biệt, được nối với nhau bằng các cực từ trên xuống dưới. Tại những nơi hình thành cực, các vòi phun bằng sắt có hình dạng đặc biệt được gắn với các nam châm điện, chúng đi vào không gian giữa các nam châm điện và quấn quanh mỏ neo hình vòng của máy. Hai trụ kết nối cả hai nam châm điện và tạo thành cơ sở của toàn bộ máy cũng dùng để giữ trục phần ứng và các puli của máy.
Năm 1870, sau khi nhận được bằng sáng chế cho phát minh của mình, Gramm thành lập Hiệp hội Sản xuất Máy điện Từ. Ngay sau đó, việc sản xuất hàng loạt máy phát điện của ông đã được đưa ra, tạo nên một cuộc cách mạng thực sự trong ngành công nghiệp năng lượng điện. Sở hữu tất cả các ưu điểm của máy tự kích, đồng thời tiết kiệm, hiệu suất cao và cung cấp dòng điện thực tế không thay đổi về cường độ. Do đó, máy Gramma nhanh chóng thay thế các máy phát điện khác và trở nên phổ biến trong nhiều ngành công nghiệp. Chỉ khi đó, người ta mới có thể chuyển đổi cơ năng thành điện năng một cách dễ dàng và nhanh chóng. Như đã đề cập, Gramm đã tạo ra máy phát điện của mình như một máy phát điện một chiều. Nhưng khi mối quan tâm đến dòng điện xoay chiều tăng mạnh vào cuối những năm 70 và đầu những năm 80 của thế kỷ XNUMX, ông đã không tốn nhiều công để chế tạo lại nó để sản xuất dòng điện xoay chiều. Trong thực tế, đối với điều này, chỉ cần thay bộ thu bằng hai vòng mà lò xo trượt dọc theo. Lúc đầu, máy phát điện xoay chiều chỉ dùng để thắp sáng, nhưng với sự phát triển của điện khí hóa, chúng bắt đầu được sử dụng ngày càng nhiều và dần thay thế máy điện một chiều. Thiết kế ban đầu của máy phát điện cũng đã có những thay đổi đáng kể. Máy Gramma đầu tiên là máy lưỡng cực, nhưng các máy phát điện nhiều cực sau đó đã được sử dụng, trong đó cuộn dây phần ứng đi qua bốn, sáu hoặc nhiều cực được lắp xen kẽ của một nam châm điện với mỗi vòng quay. Trong trường hợp này, dòng điện không được kích thích từ cả hai phía của bánh xe như trước, mà ở mỗi phần của bánh xe hướng về cực, và từ đây nó được chuyển hướng ra mạch ngoài. Có rất nhiều nơi như vậy (và theo đó, bàn chải) cũng như có các cực từ. Sau đó, tất cả các bàn chải của các cực dương được kết nối với nhau, nghĩa là, được kết nối song song. Điều tương tự cũng được thực hiện với các bàn chải âm bản. Khi công suất của các máy phát điện tăng lên, một vấn đề mới nảy sinh - làm thế nào để loại bỏ dòng điện ra khỏi phần ứng quay với tổn thất ít nhất. Thực tế là ở dòng điện cao, các bàn chải bắt đầu phát tia lửa. Ngoài việc thất thoát điện năng lớn, điều này còn gây ảnh hưởng xấu đến hoạt động của máy phát điện. Sau đó, Gramm cho rằng việc quay trở lại thiết kế đầu tiên của máy phát điện được sử dụng trong máy Pixia là hợp lý: ông làm cho phần ứng bất động và làm cho nam châm điện quay, bởi vì việc loại bỏ dòng điện khỏi cuộn dây chuyển động dễ dàng hơn. Anh ta đặt các cuộn dây phần ứng lên một vòng cố định bằng sắt và làm cho các nam châm điện quay bên trong nó. Ông kết nối các cuộn dây riêng lẻ với nhau để tất cả các cuộn dây hiện đang chịu tác dụng giống nhau của nam châm điện được mắc nối tiếp. Do đó, Gramm đã chia tất cả các cuộn dây thành nhiều nhóm và sử dụng mỗi nhóm để cung cấp dòng điện đến một mạch độc lập riêng biệt. Tuy nhiên, các nam châm điện kích thích dòng điện phải được cung cấp dòng điện một chiều, vì dòng điện xoay chiều không thể gây ra phân cực bất biến trong chúng. Vì vậy, với mỗi máy phát điện xoay chiều, cần phải có một máy phát điện một chiều nhỏ, từ đó dòng điện được cung cấp cho các nam châm điện sử dụng các tiếp điểm trượt. Tác giả: Ryzhov K.V.
▪ Quần bò
Da nhân tạo để mô phỏng cảm ứng
15.04.2024 Cát vệ sinh cho mèo Petgugu Global
15.04.2024 Sự hấp dẫn của những người đàn ông biết quan tâm
14.04.2024
▪ Card đồ họa ASUS ROG Matrix GeForce RTX 2080 Ti ▪ Người giữ máy bay không người lái ▪ Bộ vi điều khiển Microchip PIC18F-Q41 ▪ Máy tính Micro Bit miễn phí để học lập trình
▪ phần của trang web Intercoms. Lựa chọn bài viết ▪ Điều khoản Bảo hiểm. Giường cũi ▪ bài báo Giáo viên thể dục. Hướng dẫn tiêu chuẩn về bảo hộ lao động ▪ bài HF khuếch đại công suất. Bách khoa toàn thư về điện tử vô tuyến và kỹ thuật điện
Trang chủ | Thư viện | bài viết | Sơ đồ trang web | Đánh giá trang web
www.diagram.com.ua |
Chúng tôi giới thiệu các bài viết thú vị razdela 
Xem các bài viết khác razdela 
Tin tức khoa học công nghệ, điện tử mới nhất:
Tất cả các ngôn ngữ của trang này