Рефераты по Физике

Генераторы переменного тока

Страница 4

Для снятия тока служи­ли коллекторные щетки, представлявшие собой упру­гие латунные пластины, плотно прилегавшие к кол­лектору в надлежащих мес­тах, Они соединялись с за­жимами машины, откуда постоянный ток поступал во внешнюю цепь. Провод, идущий к одному из зажимов, кроме того, образовы­вал обмотку электромагнитов. Простейшее соединение генератора с обмот­ками электромагнита можно было получить, соединив один конец обмотки электромагнита с одной из щеток коллектора, например отрицательной. Дру­гой конец обмотки электромагнита подключался к положительной щетке. При таком соединении весь ток генератора проходил через электромагниты.

В целом первая динамо-машина Грамма представля­ла собой две железные вер­тикальные стойки, соеди­ненные сверху и снизу стержнями двух электро­магнитов. Полюсы этих электромагнитов находи­лись в их середине, так что каждый из них был как бы составлен из двух, одинако­вые полюса которых были обращены друг к другу. Можно рассматривать это устройство иначе и считать, что две половины, приле­гающие к каждой стойке и соединенные ею, образовывали два отдельных электромагнита, которые со­единялись одноименными полюсами сверху и снизу. В тех местах, где обра­зовывался полюс, к электромагнитам были присоединены особой формы же­лезные насадки, которые входили в пространство между электромагнитами и обхватывали кольцеобразный якорь машины. Две стойки, связывающие оба электромагнита и составлявшие основу всей машины, служили также для того, чтобы держать ось якоря и шкивы машины. В 1870 году, получив патент на свое изобретение, Грамм образовал «Общество производства магнитоэлектрических машин». Вскоре было нала­жено серийное производство его генераторов, которые произвели подлинную революцию в электроэнергетике. Обладая всеми достоинствами самовозбуж­дающихся машин, они вместе с тем были экономичны, имели высокий КПД и обеспечивали практически неизменный по величине ток. Поэтому машины Грамма быстро вытеснили другие электрогенераторы и получили широкое распространение в самых разных отраслях. Тогда только появилась возмож­ность легко и быстро преобразовывать механическую энергию в электриче­ство. Однако Грамм создавал свой генератор, как динамо-машину постоянного тока. Но когда в конце 70-х — начале 80-х годов XIX века резко возрос интерес к переменному току, ему не стоило большого труда переделать его для производства переменного тока. В самом деле, для этого надо было только заменить коллектор двумя кольцами, по которым скользят пружины. Сначала генераторами переменного тока пользовались только при освещении, но с развитием электрификации они стали получать все большее применение и постепенно вытеснили машины постоянного тока. Первона­чальная конструкция генератора также претерпела значительные изменения. Первая машина Грамма была двухполюсной, но в дальнейшем стали приме­нять многополюсные генераторы, в которых обмотка якоря проходила при каждом обороте мимо четырех, шести и более попеременно установленных полюсов электромагнита. В этом случае ток возбуждался не с двух сторон колеса, как раньше, но в каждой части колеса, обращенной к полюсу, и отсю­да отводился во внешнюю цепь. Таких мест было столько, сколько магнитных полюсов. Затем все щетки положительных по­люсов связывались вместе, то есть соединялись параллельно. Точно так же поступали и с отрицательными щетками.

По мере увеличения мощности генераторов возникла новая проблема — каким образом снять ток с вращающегося якоря с наименьшими потерями. Дело в том, что при больших токах щетки начинали искрить. Кроме больших потерь электроэнергии, это оказывало вредное воздействие на работу генера­тора. Тогда Грамм посчитал рациональным вернуться к самой ранней конст­рукции электрогенератора, примененной в машине Пиксии: он сделал арма­туру неподвижной, а вращаться заставил электромагниты, ведь снять ток с неподвижной обмотки было проще. Он поместил катушки якоря на железном неподвижном кольце и заставил электромагниты вращаться внутри него. От­дельные катушки он связал между собой так, чтобы все те катушки, которые в данный момент подвергались одинаковому действию электромагнитов, бы­ли соединены последовательно. Таким образом Грамм разбил все катушки на несколько групп и каждую группу употребил для доставления тока в отдель­ную самостоятельную цепь. Однако возбуждающие ток электромагниты не­обходимо было питать постоянным током, так как переменный ток не мог вызвать в них неизменной полярности. Поэтому при каждом генераторе пе­ременного тока необходимо было иметь небольшой генератор постоянного тока.

Перейти на страницу:  1  2  3  4