Hvad er en dynamo-maskine. De første DC-generatorer

Dynamoerne i århundrede før sidst begyndte at blive kaldt likestrømsgeneratorer, de første industrielle generatorer, der senere blev erstattet af vekselstrømsgeneratorer, der var egnede til konvertering med transformere, og ekstremt praktisk til langdistance transmission med lidt tab.

I dag betyder ordet "dynamo" som regel små cykelgeneratorer (til forlygter) eller håndgeneratorer (til turistlommelygter). Med hensyn til industrielle generatorer er alt dette i dag vekselstrømsgeneratorer. Lad os dog huske, hvordan den første dynamik udviklede sig og forbedrede.

Den første model af en jævnstrømsgenerator eller unipolær dynamo blev foreslået tilbage i 1832 af Michael Faraday, da han kun opdagede fænomenet elektromagnetisk induktion. Det var den såkaldte "Faraday-disk" - den enkleste DC-generator. En hesteskoformet magnet tjente som en stator i den, og en manuelt drejet kobberskive fungerede som en rotor, hvis akse og kant var i kontakt med samlerbørsterne.

Når disken blev roteret, i den del af disken, der krydsede den magnetiske flux mellem polerne i statormagneten, blev der induceret en EMF, der, hvis kredsløbet mellem børsterne blev kortsluttet til en belastning, fik en radial strøm til at vises på disken. Tilsvarende unipolære generatorer bruges stadig i dag, hvor der kræves store direkte strømme uden korrektion.

Franskmanden Ippolit Pixie byggede først generatoren, det skete i samme 1832. Statoren på dynamomaskinen indeholdt et par spoler, der var forbundet i serie, rotoren var en hesteskoformet permanent magnet, derudover havde designet en børstekommutator.

Magneten drejede, krydsede spolens kerne med en magnetisk flux, inducerede en harmonisk emk i dem. Og den automatiske afbryder blev brugt til at rette op og opnå en konstant pulserende strøm i belastningen.

Senere, i 1842, vil Jacobi foreslå at placere magneter på statoren og viklingen på rotoren, som også vil rotere gennem gearkassen. Dette vil gøre generatoren mere kompakt.

I 1856 for at levere Frederick Holmes serielle lysbuer (disse lamper blev brugt i lygter til fyrtårne) foreslog Frederick Holmes selv et generatordesign svarende til Jacobi-generatoren, men suppleret med en Watt-centrifugalregulator for at holde lampespændingen konstant ved forskellige belastningsstrømme, hvad der blev opnået ved automatisk at skifte børster.

Statoren indeholdt 50 magneter, og designet vejer generelt 4 ton og udviklede en effekt på lidt over 7 kW. Cirka 100 sådanne generatorer blev produceret under mærkenavnet Alliance.

I mellemtiden adskiller maskiner med permanente magneter sig i en betydelig ulempe - magneterne mistede deres magnetisering over tid og forværredes fra vibrationer, som et resultat, spændingen genereret af maskinen blev lavere og lavere med tiden. I dette tilfælde kunne magnetiseringen ikke kontrolleres for at stabilisere spændingen.

Som en løsning kom ideen om elektromagnetisk excitation. Ideen kom i tankerne til den engelske opfinder Henry Wilde, der i 1864 patenterede en generator med en permanent magnetcitator - excitationsmagneten blev simpelthen monteret på generatorakslen.

Senere foretages en reel revolution inden for generatorer af den tyske ingeniør Werner Siemens, der vil opdage det ægte dynamoelektriske princip og sætte produktionen af ​​nye DC-generatorer i drift.

Princippet med selvexcitation er at bruge den resterende magnetisering af rotorkernen til start af excitation, og derefter, når generatoren er ophidset, skal du bruge belastningsstrømmen som magnetiseringsstrømmen eller tænde for en speciel excitationsvikling, der føres af den genererede strøm parallelt med belastningen. Som et resultat vil positiv feedback øge den magnetiske strømning af excitationen genereret af strømmen.

Blandt de første, princippet om selv-excitation, eller dynamoelektrisk princip, bemærkede ingeniøren fra Danmark Soren Hiort. Han vil i sit patent fra 1854 nævne muligheden for at bruge restmagnetisering til at implementere fænomenet elektromagnetisk induktion for at opnå generering, men frygter, at den resterende magnetiske flux vil være utilstrækkelig, vil Hiort foreslå at supplere dynamo-designet med permanente magneter. Denne generator implementeres aldrig.

Senere, i 1856, vil Anies Jedlik, et medlem af det ungarske videnskabsakademi, udtrykke en lignende idé, men ikke patentere noget. Kun 10 år senere indser Samuel Varley, en studerende i Faraday, i praksis princippet om selv-ophidset dynamo. Hans patentansøgning (i 1866) indeholdt en beskrivelse af en enhed, der ligner Jacobi-generatoren, kun permanente magneter var allerede erstattet af en excitationsvikling - excitationselektromagneter. Før start blev magneterne magnetiseret med jævnstrøm.

I begyndelsen af ​​1867 rapporterede opfinderen Werner Siemens rapporter på Berlin Academy of Sciences. Han præsenterede for offentligheden en generator svarende til Varley-generatoren, kaldet "dynamo". Maskinen blev startet i motortilstand, så feltviklingerne blev magnetiseret. Så blev bilen til en generator.

Det var en reel revolution inden for forståelse og design af elektriske maskiner. I Tyskland begyndte den udbredte produktion af Siemens-dynamos - selv-ophidsede DC-generatorer - den første industrielle dynamik.

Udformningen af ​​dynamoer har ændret sig over tid: Theophilus Gramm foreslog i samme år 1867 et ringanker, og i 1872 foreslog chefdesigner for Siemens-Halske, Gefner Altenek, trommelvikling.

Så DC-generatorer vil tage deres endelige form. I det 19. århundrede med overgangen til vekselstrøm vil hydroelektriske kraftværker og termiske kraftværker begynde at generere vekselstrøm på vekselstrømgeneratorer. Men dette er en helt anden historie ...

Se også om dette emne:

De vigtigste typer elektriske generatorer og deres funktioner

Comments

[#1 Michael]

Så generatoren fra den asynkrone motor kan også rangeres som en dynamo.