Apakah mesin dynamo itu? Penjana DC pertama

Dynamos pada abad yang lalu sebelum ini mula dipanggil penjana semasa terus, penjana industri pertama yang kemudiannya digantikan oleh penjana semasa yang bergantian sesuai untuk penukaran oleh transformer, dan sangat mudah untuk transmisi jarak jauh dengan sedikit kehilangan.

Hari ini, perkataan "dinamo", sebagai peraturan, bermakna penjana basikal kecil (untuk lampu) atau penjana tangan (untuk lampu suluh pelancong). Bagi penjana perindustrian, hari ini semua ini adalah penjana semasa berselang-seli. Namun, mari kita ingat bagaimana dinamo pertama berkembang dan bertambah baik.

Model pertama penjana arus langsung, atau dynamo unipolar, dicadangkan pada tahun 1832 oleh Michael Faraday, ketika ia hanya menemukan fenomena induksi elektromagnetik. Ia adalah apa yang dipanggil "cakera Faraday" - penjana DC paling mudah. Magnet berbentuk tali pinggang berkhidmat sebagai stator di dalamnya, dan cakera tembaga yang diputar secara manual berfungsi sebagai pemutar, paksi dan pinggir yang bersentuhan dengan berus pengumpul.

Apabila cakera diputar, di bahagian cakera yang melintasi fluks magnet antara tiang magnet pemegun, EMF diinduksi, yang, jika litar di antara berus dipendekkan ke beban, menyebabkan penampilan arus radial dalam cakera. Penjana unipolar yang sama masih digunakan hari ini di mana arus langsung yang besar tanpa pembetulan diperlukan.

Orang Perancis Ippolit Pixie pertama kali membina alternator, ia berlaku pada tahun 1832 yang sama. Stator mesin dynamo mengandungi sepasang gegelung yang disambungkan secara bersiri, pemutar adalah magnet kekal berbentuk tapisan kuda, di samping itu, reka bentuk mempunyai komutator berus.

Magnet diputar, menyeberang teras gegelung dengan fluks magnet, memicu emf harmonik di dalamnya. Dan suis automatik digunakan untuk membetulkan dan mendapatkan arus berdenyut yang berterusan dalam beban.

Kemudian, pada tahun 1842, Jacobi akan mencadangkan meletakkan magnet pada stator, dan penggulungan pada pemutar, yang juga akan berputar melalui kotak gear. Ini akan menjadikan penjana lebih padat.

Pada tahun 1856, untuk membekalkan lampu arc bersiri Frederick Holmes (lampu ini digunakan sebagai lampu sorot), Frederick Holmes sendiri mencadangkan reka bentuk penjana yang serupa dengan penjana Jacobi, tetapi ditambah oleh pengawal selia Watt untuk memastikan pemalar voltan lampu pada arus beban yang berbeza, apa yang dicapai dengan mengalihkan berus secara automatik.

Pemegun itu mengandungi 50 magnet, dan reka bentuk secara amnya menimbang 4 tan, dan menghasilkan kuasa lebih dari 7 kW. Sekitar 100 generator sedemikian dihasilkan di bawah jenama Alliance.

Sementara itu, mesin dengan magnet tetap berbeza dalam satu kelemahan yang ketara - magnet kehilangan magnetisasi mereka dari masa ke masa dan merosot dari getaran, akibatnya, voltan yang dijana oleh mesin menjadi lebih rendah dan lebih rendah dengan masa. Dalam kes ini, magnetisasi tidak dapat dikawal untuk menstabilkan voltan.

Sebagai penyelesaian, idea pengujaan elektromagnetik datang. Idea ini datang ke fikiran penemu Inggeris Henry Wilde, yang pada tahun 1864 telah dipatenkan sebuah penjana dengan magnetik magnetik magnetik - magnet pengujaan hanya dipasang pada batang penjana.

Kemudian, revolusi sebenar dalam penjana akan dibuat oleh jurutera Jerman Werner Siemens, yang akan menemui prinsip dynamoelektrik yang benar dan meletakkan pengeluaran generator DC baru di aliran.

Prinsip pengujaan diri adalah menggunakan magnetisasi teras teras pemutar untuk memulakan pengujaan, dan kemudian, apabila penjana teruja, gunakan arus beban sebagai arus magnetisasi, atau menghidupkan penggulungan khas penggulungan yang diberi oleh selari semasa yang dijana dengan beban. Akibatnya, maklum balas positif akan meningkatkan fluks magnet dari pengujaan yang dihasilkan oleh arus.

Antara yang pertama, prinsip prinsip pengujaan diri atau dynamoelektrik, kata jurutera dari Denmark Soren Hiort. Dia akan menyebutkan dalam patennya dari 1854 kemungkinan menggunakan magnetisasi sisa untuk melaksanakan fenomena induksi elektromagnetik untuk mendapatkan generasi, bagaimanapun, takut bahawa fluks magnet sisa tidak mencukupi, Hiort akan mencadangkan untuk menambah reka bentuk dinamo dengan magnet kekal. Penjana ini tidak akan dilaksanakan.

Kemudian, pada tahun 1856, Anies Jedlik, ahli Akademi Sains Hungary, akan menyatakan idea yang serupa, tetapi tidak akan paten apa-apa. Hanya 10 tahun kemudian, Samuel Varley, seorang pelajar Faraday, menyedari dalam praktiknya prinsip dynamo yang dinikmati sendiri. Aplikasi patennya (pada tahun 1866) berisi deskripsi dari perangkat yang sangat mirip dengan penjana Jacobi, hanya magnet permanen telah digantikan oleh penggulungan pengujaan - elektromagnet pengujaan. Sebelum memulakannya, teras-teras tersebut akan digerakkan oleh arus terus.

Pada awal tahun 1867, pencipta Werner Siemens membuat laporan di Akademi Sains Berlin. Beliau membentangkan kepada umum penjana yang sama dengan penjana Varley, dipanggil "dinamo". Mesin ini dimulakan dalam mod enjin supaya lilitan medan magnet. Kemudian kereta itu menjadi penjana.

Ia adalah revolusi sebenar dalam pemahaman dan reka bentuk mesin elektrik. Di Jerman, pengeluaran secara meluas dinamo Siemens bermula - penjana DC sendiri yang teruja - dynamos perindustrian pertama.

Reka bentuk dynamos telah berubah dari masa ke masa: Theophilus Gramm, pada tahun yang sama 1867, mencadangkan jangkar cincin, dan pada tahun 1872 pereka utama Siemens-Halske, Gefner Altenek, akan menawarkan penggulungan gendang.

Jadi penjana DC akan mengambil bentuk akhir mereka. Pada abad ke-19, dengan peralihan kepada arus bolak, stesen janakuasa hidroelektrik dan stesen janakuasa haba akan mula menjana arus berselang-seli pada penjana semasa berselang-seli. Tetapi ini adalah cerita yang sama sekali berbeza ...

Lihat juga topik ini:

Jenis utama penjana elektrik dan ciri-ciri mereka