| Главная » Статьи » Мои статьи |
Первый однофазный синхронный генератор Получение переменного тока никогда не представляло принципиальных трудностей. Действительно, в обмотках всех электромашинных генераторов (если не считать униполярного) генерируются переменные токи, которые в машинах постоянного тока преобразуются при помощи коллектора в ток постоянного направления. В 1832-м году анонимным изобретателем был создан первый однофазный синхронный многополюсный генератор, и все последующие работы в области электрических машин были направлены на изыскание наилучших конструкций коммутирующих устройств. Генератор Уальда Долгое время переменный ток не находил себе никакого практического применения, и поэтому попытки сконструировать генераторы переменного тока до конца 70-х годов носили эпизодический характер. В этот период генераторы переменного тока представляли собой обычно машины постоянного тока, у которых коллектор был заменен двумя контактными кольцами. Так, в 1863 г. Уайльд разработал в качестве одного из вариантов машины с электромагнитами генератор переменного тока. Этот генератор вместо коллектора, состоявшего из двух пластин, имел два контактных кольца. Обмотка электромагнитов питалась от отдельного магнитоэлектрического генератора, укрепленного на ярме основной машины. 4 года спустя (1867 г.) Уайльд построил новый генератор переменного тока, который не имел отдельного возбудителя. На двух-Т-образном якоре этого генератора были укреплены две обмотки: главная, которая через два контактных кольца отдавала ток во внешнюю цепь, и вспомогательная, которая через двухпластинчатый коллектор питала обмотку электромагнитов. Основным недостатком этой машины являлись большие потери в стали электромагнитов из-за резких пульсаций магнитного потока в сердечниках. Эти пульсации потока определялись пульсирующим характером тока, получаемого при наличии двух-Т-образного якоря. Нагрев сердечников был столь велик, что машина не могла непрерывно работать сколько-нибудь длительное время.
Наиболее существенный толчок работам в области генераторов переменного тока дала электрическая свеча Яблочкова.
Генераторы для питания электрического освещения П. Н. Яблочков явился инициатором внедрения переменного тока в систему электрического освещения. В связи с этим были предложены различные конструкции машин переменного тока, специально предназначенные для снабжения энергией установки для электрического освещения по системе Яблочкова.
На валу машины вращались восемь полюсов, возбуждавшихся постоянным током. Таким образом, на каждый полюс приходилось две катушки, в которых индуктировались токи, сдвинутые по фазе друг относительно друга на четверть периода. Катушки соединялись друг с другом через одну так, чтобы токи в одной цепи совпадали по фазе. От каждой цепи питались четыре свечи Яблочкова. Следовательно, рассматриваемый генератор представлял собой не что иное, как двухфазную синхронную машину с электрически не связанными фазами. Впрочем, конструкторы не стремились создать многофазную систему токов, а, решая задачу «деления света», искали возможность построить генератор с несколькими цепями и вместе с тем улучшить использование машины, чего они и достигли, сделав обмотку якоря двухфазной. Яблочковым были предложены также и некоторые другие конструкции генераторов переменного тока, не сыгравшие либо вообще, либо в то время заметной роли в истории электротехники. К таким машинам можно отнести генератор с возвратно-поступательным движением якоря (1876 г.) и индукторные генераторы (1877 и 1881 гг.). Проблемы в развитии генераторов переменного тока Наиболее серьезным препятствием на пути развития генераторов переменного тока являлся нагрев стальных сердечников. Выше указывалось, что нагрев сердечников электромагнитов был одним из главных недостатков генератора Уайльда. Но не в меньшей степени препятствовал развитию генераторов и нагрев сердечника якоря. В обмотках якорей протекал переменный ток, и вопрос о снижении величины потерь в стали якоря со временем приобрел первостепенную важность, будучи при этом и трудноразрешимым. Действительно, практика изготовления шихтованных сердечников начала утверждаться только в 80-х годах, а до того и еще в начале 80-х годов сердечники как стержневых, так и кольцевых и даже барабанных якорей главным образом из-за технологических трудностей делались массивными. В этих условиях становятся понятными две главные тенденции в развитии генераторов переменного тока: 1) для увеличения мощности машины увеличивать число катушек якоря (та же тенденция, что и в машинах постоянного тока в 40—50-х годах прошлого столетия) 2) для унижения потерь в сердечниках (а, следовательно, и их нагрева) уменьшать объем стали в якоре. Последнее направление привело к тому, что некоторые генераторы стали изготовляться с катушками, которые вообще не имели стальных сердечников. Первый генератор на электостанции Паддингтон В 1885 г. на тепловой электростанции Паддингтон в Англии был установлен генератор, который был выполнен двухфазным с катушечными обмотками и предназначался, так же как и генератор Яблочкова — Грамма, для раздельного питания различных ламп. Машина имела мощность 115 кВт при напряжении 105 В и весила 18 т. Приводилась она от поршневой паровой машины со скоростью 146 об/мин и вырабатывала переменный ток с частотой 40 гц. Возбудитель приводился от отдельной паровой машины. Таким образом, можно констатировать, что к середине 80-х годов уже были разработаны и применялись пригодные для практических целей генераторы переменного тока. Современный период в развитии генераторов переменного тока начался в 90-х годах прошлого столетия, когда стали изготовлять трехфазные машины с шихтованными сердечниками и барабанным типом якорных обмоток. | |
| Просмотров: 667 | |
Около 1878 г. Яблочков совместно с заводом Грамма разработал несколько однотипных конструкций генераторов для питания 4, 6, 16 или 20 свечей. Рассмотрим в качестве примера конструкцию генератора на 16 свечей. Кольцевой неподвижный якорь имел секционированную обмотку, секции которой образовывали четыре отдельные цепи по четыре катушки на каждую цепь.| Всего комментариев: 0 | |