เครื่องไดนาโมคืออะไร เครื่องกำเนิดไฟฟ้ากระแสตรงเครื่องแรก

ไดนาโมในศตวรรษที่ผ่านมาเริ่มถูกเรียกว่าเครื่องกำเนิดไฟฟ้ากระแสตรงเครื่องกำเนิดไฟฟ้าอุตสาหกรรมเครื่องแรกที่ถูกแทนที่ด้วยเครื่องกำเนิดไฟฟ้ากระแสสลับที่เหมาะสมสำหรับการแปลงโดยหม้อแปลงและสะดวกมากสำหรับการส่งสัญญาณทางไกลที่สูญเสียไปเล็กน้อย

วันนี้คำว่า "ไดนาโม" ตามกฎหมายถึงเครื่องกำเนิดไฟฟ้าจักรยานขนาดเล็ก (สำหรับไฟหน้า) หรือเครื่องกำเนิดไฟฟ้ามือ (สำหรับไฟฉายนักท่องเที่ยว) สำหรับเครื่องกำเนิดไฟฟ้าอุตสาหกรรมวันนี้ทั้งหมดนี้เป็นเครื่องกำเนิดไฟฟ้ากระแสสลับ อย่างไรก็ตามให้เราจำได้ว่าไดนาโมตัวแรกพัฒนาและปรับปรุงอย่างไร

รุ่นแรกของเครื่องกำเนิดไฟฟ้ากระแสตรงหรือไดนาโม unipolar ถูกเสนอในปี 1832 โดย Michael Faraday เมื่อเขาค้นพบปรากฏการณ์การเหนี่ยวนำแม่เหล็กไฟฟ้าเท่านั้น มันเป็นสิ่งที่เรียกว่า "ดิสก์ฟาราเดย์" - เครื่องกำเนิดไฟฟ้ากระแสตรงที่ง่ายที่สุด แม่เหล็กรูปเกือกม้าทำหน้าที่เป็นสเตเตอร์ในนั้นและดิสก์ทองแดงที่หมุนด้วยตนเองทำหน้าที่เป็นโรเตอร์แกนและขอบซึ่งสัมผัสกับแปรงเก็บ

เมื่อดิสก์หมุนในส่วนของดิสก์ที่ข้ามฟลักซ์แม่เหล็กระหว่างขั้วของแม่เหล็กสเตเตอร์จะมีการเหนี่ยวนำ EMF ซึ่งหากวงจรระหว่างแปรงสั้นลงจนถึงโหลดทำให้เกิดกระแสเรเดียลปรากฏในดิสก์ จนถึงทุกวันนี้เครื่องกำเนิดไฟฟ้าแบบ unipolar ดังกล่าวจะถูกใช้ในกรณีที่จำเป็นต้องมีกระแสตรงขนาดใหญ่โดยไม่ต้องมีการแก้ไข

ชาวฝรั่งเศส Ippolit Pixie สร้างกระแสสลับครั้งแรกมันเกิดขึ้นในปี 1832 เดียวกัน สเตเตอร์ของเครื่องไดนาโมมีขดลวดที่เชื่อมต่ออยู่ในซีรีส์โรเตอร์เป็นแม่เหล็กถาวรรูปเกือกม้านอกจากนี้การออกแบบยังมีแปรงสับเปลี่ยน

แม่เหล็กหมุนข้ามแกนกลางของขดลวดด้วยฟลักซ์แม่เหล็กและเหนี่ยวนำให้เกิดคลื่นฮาร์มอนิก และใช้สวิตช์อัตโนมัติเพื่อแก้ไขและรับกระแสการเต้นเป็นจังหวะคงที่ในโหลด

ต่อมาในปี ค.ศ. 1842 Jacobi จะเสนอแม่เหล็กวางบนสเตเตอร์และขดลวดบนโรเตอร์ซึ่งจะหมุนผ่านกระปุกเกียร์ด้วย สิ่งนี้จะทำให้เครื่องกำเนิดมีขนาดกะทัดรัดขึ้น

2399 ในเพื่อจัดหาโคมไฟอาร์คเฟรเดอริคโฮล์มส์ (โคมไฟเหล่านี้ใช้ในการค้นหาของกระโจมไฟ) เฟรดเดอริกโฮล์มส์เสนอตัวออกแบบเครื่องกำเนิดไฟฟ้าแบบเดียวกับที่จาโคบีกำเนิดการออกแบบ สิ่งที่ทำได้โดยการเปลี่ยนแปรงโดยอัตโนมัติ

สเตเตอร์มีแม่เหล็ก 50 ตัวและการออกแบบโดยทั่วไปมีน้ำหนัก 4 ตันและพัฒนาพลังงานเพียง 7 กิโลวัตต์ ประมาณ 100 เครื่องปั่นไฟดังกล่าวผลิตภายใต้ชื่อแบรนด์ Alliance

ในขณะที่เครื่องจักรที่มีแม่เหล็กถาวรแตกต่างกันในข้อเสียเปรียบที่สำคัญประการหนึ่ง - แม่เหล็กสูญเสียการดึงดูดในช่วงเวลาหนึ่งและลดลงจากการสั่นสะเทือนทำให้แรงดันไฟฟ้าที่เกิดจากเครื่องลดลงและลดลงตามเวลา ในกรณีนี้ไม่สามารถควบคุมการสะกดจิตเพื่อควบคุมแรงดันไฟฟ้าให้คงที่ได้

ในฐานะที่เป็นทางออกความคิดของการกระตุ้นด้วยแม่เหล็กไฟฟ้ามา แนวคิดมาถึงหัวหน้านักประดิษฐ์ชาวอังกฤษ Henry Wilde ซึ่งในปี ค.ศ. 1864 ได้จดสิทธิบัตรเครื่องกำเนิดไฟฟ้าด้วยเครื่องกระตุ้นแม่เหล็กถาวรแม่เหล็กกระตุ้นถูกติดตั้งบนเพลาเครื่องกำเนิดไฟฟ้า

ต่อมาการปฏิวัติอย่างแท้จริงในเครื่องกำเนิดไฟฟ้าจะทำโดยวิศวกรชาวเยอรมันเวอร์เนอร์ซีเมนส์ซึ่งจะค้นพบหลักการไดนาโมอิเล็กทริกที่แท้จริงและสร้างการผลิตเครื่องกำเนิดไฟฟ้ากระแสตรงใหม่

หลักการของการกระตุ้นด้วยตนเองคือการใช้การสะกดจิตที่เหลือของแกนกลางของโรเตอร์เพื่อเริ่มต้นการกระตุ้นจากนั้นเมื่อเครื่องกำเนิดไฟฟ้าตื่นเต้นให้ใช้กระแสโหลดเป็นกระแสแม่เหล็กหรือเปิดการกระตุ้นพิเศษที่ม้วนด้วยกระแสไฟฟ้าที่สร้างขึ้นขนานกับโหลด เป็นผลให้การตอบรับในเชิงบวกจะเพิ่มการไหลของสนามแม่เหล็กของการกระตุ้นที่สร้างขึ้นโดยปัจจุบัน

ในบรรดาคนแรกหลักการของการกระตุ้นตนเองหรือหลักการไดนาโมอิเล็กทริกนั้นวิศวกรจากเดนมาร์กโซเรนไฮออร์ตกล่าว เขาจะกล่าวถึงในสิทธิบัตรของเขาจาก 1,854 ความเป็นไปได้ของการใช้ magnetization ที่เหลือเพื่อใช้ปรากฏการณ์ของการเหนี่ยวนำแม่เหล็กไฟฟ้าเพื่อให้ได้รุ่น แต่กลัวว่าฟลักซ์แม่เหล็กตกค้างจะไม่เพียงพอ Hiort จะเสนอเพื่อเสริมการออกแบบไดนาโมด้วยแม่เหล็กถาวร เครื่องกำเนิดไฟฟ้านี้จะไม่ถูกนำมาใช้

ต่อมาในปี ค.ศ. 1856 Anies Jedlik สมาชิกของสถาบันวิทยาศาสตร์ฮังการีจะแสดงความคิดที่คล้ายกัน แต่จะไม่จดสิทธิบัตรอะไรเลย เพียง 10 ปีต่อมา Samuel Varley นักเรียนของ Faraday ตระหนักในการฝึกฝนหลักการของไดนาโมที่ตื่นเต้นด้วยตนเอง แอปพลิเคชันสิทธิบัตรของเขา (ในปี 1866) มีคำอธิบายของอุปกรณ์ที่คล้ายกับเครื่องกำเนิด Jacobi มีเพียงแม่เหล็กถาวรเท่านั้นที่ถูกแทนที่ด้วยขดลวดกระตุ้น - แม่เหล็กไฟฟ้าเพื่อกระตุ้น ก่อนที่จะเริ่มต้นแกนถูกแม่เหล็กโดยกระแสตรง

ในตอนต้นของปี 1867 นักประดิษฐ์ Werner Siemens ได้รายงานที่ Berlin Academy of Sciences เขานำเสนอเครื่องกำเนิดไฟฟ้าให้กับสาธารณชนคล้ายกับเครื่องกำเนิดไฟฟ้า Varley ที่เรียกว่า "ไดนาโม" เครื่องเริ่มทำงานในโหมดเครื่องยนต์เพื่อให้สนามแม่เหล็กหมุนได้ จากนั้นรถยนต์ก็กลายเป็นเครื่องกำเนิดไฟฟ้า

เป็นการปฏิวัติความเข้าใจและการออกแบบเครื่องจักรไฟฟ้าจริง ๆ ในเยอรมนีการผลิตไดนาโมอย่างกว้างขวางของซีเมนส์เริ่มขึ้น - เครื่องกำเนิดไฟฟ้ากระแสตรงที่น่าตื่นเต้นด้วยตนเอง - ไดนาโมอุตสาหกรรมเครื่องแรก

การออกแบบของไดนาโมเปลี่ยนไปตามกาลเวลา: Theophilus Gramm ในปีเดียวกันปี 1867 เสนอแหวนสมอและในปี 1872 หัวหน้านักออกแบบของ Siemens-Halske, Gefner Altenek จะนำเสนอการม้วนกลอง

ดังนั้นเครื่องกำเนิดไฟฟ้ากระแสตรงจะใช้รูปร่างสุดท้ายของพวกเขา ในศตวรรษที่ 19 เมื่อมีการเปลี่ยนไปใช้ไฟฟ้ากระแสสลับโรงไฟฟ้าพลังน้ำและสถานีพลังงานความร้อนจะเริ่มสร้างกระแสไฟฟ้าสลับกับเครื่องกำเนิดไฟฟ้ากระแสสลับ แต่นี่เป็นเรื่องราวที่แตกต่างอย่างสิ้นเชิง ...

ดูเพิ่มเติมที่หัวข้อนี้:

ประเภทหลักของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าและคุณสมบัติของพวกเขา