История энергетической техники - Белькинд Л.Д.
Скачать (прямая ссылка):
самовозбуждением. В этом патенте он достаточно точно и ясно описывает
принцип самовозбуждения, но, опасаясь, что остаточного магнетизма не
будет хватать для начального импульса. Хиорт наряду с электромагнитами
применил и постоянные магниты. Следовательно, эта первая машина с
самовозбуждением имела фактически комбинированное возбуждение и являлась
как бы промежуточным типом между машинами магнитоэлектрическими и
машинами с самовозбуждением. Следует отметить, что в других своих работах
Хиорт указывает, что можно вполне обойтись без постоянных магнитов,
обеспечивая начальный импульс остаточным магнетизмом сердечников
электромагнитов.
В 1856 г. венгерский физик Аньош йедлик независимо 0т Хиорта пришел к
выводу о том, что если обмотки возбуждения присоединить к зажимам якоря
того же генера-т°ра, то при пуске машины развивается процесс самоуси-
ленйя магнитного поля. Вместе с тем йедлик заметил, что Для того чтобы
этот процесс начался, нет необходимости Устанавливать в машине постоянные
магниты, как это де-Лал Хиорт, а вполне достаточно для этого остаточного
маг-
251
нетизма. Так, Йедлик совершенно сознательно сформулировал не только -
принцип самоусиления магнитного поля но и принцип самовозбуждения
генератора. В 1861 г. он' построил самовозбуждающийся генератор.
Работы Хиорта и йедлика были несколько преждевременными, и, кроме того,
изобретатели не располагали необходимыми средствами для промышленного
изготовления машин в больших масштабах. На их идеи не было обращено
достаточного внимания. В 1866 г. английские инженеры Кромвель и Сэмьюэл
Варли, а в начале 1867 г. Вернер Сименс и английский физик Чарлз Уитстон
выступили с описанием принципа самовозбуждения, который фактически был
уже предложен ранее. Почти одновременная разработка принципа
самовозбуждения в разных странах наглядно иллюстрирует одну из
характерных закономерностей в развитии техники.
Существенным недостатком первых генераторов с самовозбуждением являлась
весьма несовершенная конструкция якоря. Так, двух-Т-образный якорь не
только ограничивал мощность машины из-за быстрого нагрева, но давал резко
пульсирующий ток. В последнем отношении двух-Т-образный якорь ничем не
отличался от стержневого, поскольку и тот и другой были только
разновидностями неудачного явнополюсного исполнения якорей машин
постоянного тока.
Событием, революционизировавшим развитие электрической машины, положившим
начало промышленной электротехнике, явилось объединение принципа
самовозбуждения с конструкцией кольцевого якоря.
Разработка самовозбуждающихся генераторов с кольцевым и барабанным
якорями и развитыми магнитными системами составила основное содержание
третьего этапа в развитии электрических генераторов.
Первый патент на самовозбуждающийся генератор с кольцевым якорем был
получен 3. Граммом в 1870 г. Как уже отмечалось, кольцевой якорь был
изобретен Пачинотти в 1860 г. Грамм в своем патенте указывал, что
сердечник якоря может изготовляться из пучка стальных проволок (рис. 4-
35), благодаря чему должны заметно снизиться потери на вихревые токи;
кроме того, Грамм преД' усмотрел возможность построения многополюсных
машин-Вместе с тем Грамм сделал шаг назад по сравнению с ра' ботами
Пачинотти, изготовив свой якорь без зубцов, что вело, с одной стороны, к
усложнению крепления обмотки-262
а с другой - к увеличению магнитного сопротивления воздушного зазора в
машине и некоторому увеличению потерь в меди якоря. Грамм применил
кольцевой якорь сначала для магнитоэлектрических генераторов, а затем
снабдил кольцевым якорем машину с самовозбуждением, что и явилось
громадным шагом вперед.
На рис. 4-36 изображен один из первых магнитоэлектрических генераторов
Грамма с ручным приводом. В этой конструкции применен кольцевой якорь и
по сути дела современного типа коллектор. Одним из важнейших преимуществ
кольцевого якоря являлось то, что он давал по-
Рнс. 4-35. Самовозбуждающийся генератор Грамма.
Слева - схема соединения обмотки якоря с обмоткой возбуждения, справа -
детали "кольца Грамма*.
/ - сердечник кольца из стальных проволок; 2- секции обмотки;
3- коллекторная пластина.
стоянный ток, практически неизменный шо величине. Такой ток полностью
отвечал тем требованиям, которые предъявлялись условиями возбуждения
генератора. В противоположность этому в ранних конструкциях генераторов с
самовозбуждением, в которых использовался, например, двух-Т-образный
якорь, ток был резко пульсирующим и вызывал большие потери в полюсах
машины от изменения намагничивания. С этой точки зрения мысль I Рамма
использовать постоянный ток, получаемый от ма-Щнны с кольцевым якорем,
для возбуждения той же ма-Щины была чрезвычайно плодотворной.
На рис. 4-37 изображен самовозбуждающийся генера-т°р Грамма с кольцевым
якорем. На горизонтальном валу Укреплен якорь, охватываемый сверху и
снизу полюсными наконечниками. Магнитный поток создается
электромагнитами; на специальных щеткодержателях укреплены щет-
