Прототип генератора электрического тока, основанный на принципе электромагнитной индукции, был сконструирован Фарадеем в 1831 г. Он со-стоял из медного диска, вращающегося вручную между полюсами постоянного магнита. При этом в диске индуцировалась электродвижущая сила (ЭДС); по-люсами служили ось диска и неподвижная щетка, имеющая скользящий кон-такт с краем диска. После этого были предложены различные конструкции электромагнит-ных генераторов. Магнито-электрические машины были изготовлены многими изобретателями: У. Риччи, И. Пикси, Ю. Кларком и др., но все они были трудно применимы для практического использования. По заказу А.М. Ампера в 1832 г. И. Пикси (1808-1835) изготовил первый электрический генератор с коммутатором для получения постоянного тока. Он приводился в движение вручную. В 1842 г. Д.С. Вулрич изготовил мощный генератор постоянного тока, со-единив его ременной передачей с паровой машиной. Такой генератор использо-вали для питания гальванических ванн. 1842 год считается годом рождения электроснабжения предприятий. В 1856-1866 годах появилась идея самовозбуждения электрогенератора (без гальванического элемента). Многие исследователи, инженеры независимо друг от друга, раньше или позже пришли к этому: венгр А. Йедлик (1800-1895); немец Э.В. Сименс (1816-1892); англичане Г. Уайлд (1833-1919), С.А. Варли; американец М.Г. Фармер (1820-1893); датчанин С. Хьерт (1802-1870) и др. Промышленное освоение электрогенераторов началось после 1870 г., ко-гда француз З. Грамм создал генератор с кольцевым ротором (рис. 21), торои-дальной обмоткой и коллектором почти современной конструкции. А. Пачи-нотти (1841-1912) на 10 лет раньше построил подобный электродвигатель. В 1880 г. американец Т. Эдисон предложил делать магнитопровод якоря электрогенератора наборным из изолированных стальных листов. Это уменьшило потери и реакцию якоря.В 1884 г. была предложена компенсацион-ная обмотка, а в 1885 г. дополнительные полюса для уменьшения реакции якоря и улучшения коммутации.Создание электрогенераторов и электро-двигателей на постоянном токе решало многие Рис. 21. Электромашина З.Грамма вопросы существующей в то время энергетики, но передача энергии на дальние расстояния оказалась затруднительной. В 1876 г. П.Н.Яблочков создал дуговые лампы, которые гораздо эффек-тивнее работали на переменном токе. Для питания нескольких дуговых ламп от одного источника Яблочков использовал индукционные катушки с ответвле-ниями – прообраз трансформатора или простейший трансформатор с разомкну-тым сердечником. Введение переменного тока должно было позволить передавать электро-энергию с помощью повышающих трансформаторов напряжения на большие расстояния. Но теперь встал вопрос о создании генераторов переменного тока. Впервые идею вращающегося электромагнитного поля высказал Д. Араго в 1821 г. В 1885 г. Г. Феррарис. (1847-1897) предложил использовать двухфаз-ный ток (систему двух переменных токов, сдвинутых по фазе на 90°), который дает возможность получить «вращающееся магнитное поле», и построил двига-тель переменного тока. Н. Тесла (1856 – 1943), удалось построить систему из двухфазного гене-ратора, трансформатора и двигателя. Она была использована на Ниагарской гидростанции в США, система требовала четыре провода для передачи элек-троэнергии. В 1888 году русский изобретатель М.О. Доливо-Добровольский (1862- Рис. 22. Трехфазный двигатель 1919) создал трехфазную систему токов, которая за-тем получила признание и распространилась во всем мире как наиболее удобная и экономичная.Вращающееся магнитное поле было получено путем сдвига фаз между токами одинаковой ампли-туды на 120°. М.О. Доливо-Добровольский разрабо-тал ротор с обмоткой в виде беличьей клетки и соз-дал короткозамкнутый асинхронный двигатель.Трехфазная система, состоящая из трехфазного ге-нератора, трехфазного двигателя (рис. 22) и трех-фазного трансформатора, требовала для передачи и распределения электроэнергии всего три провода, являясь в то же время симметричной, уравновешен- ной и экономичной Затраты металла были на 25 % меньше, чем в двухпроводной линии од-нофазной системы. Трехфазный синхронный генератор был построен Доливо-Добровольским в 1890 г. Впервые передача трехфазного тока на расстояние 170 км была про-демонстрирована на Международной электротехнической выставке во Франк-фурте-на-Майне в 1891 г. во время Международного конгресса электротехни-ков. На базе электрических генераторов и электродвигателей стал конструи-роваться индивидуальный привод станков, механизмов и устройств. Первое защитное заземление электрических машин предложили русский инженер Р.Э. Классон и француз М. Депре. Генераторы электрического тока предъявили к первичному двигателю следующие требования: большое число оборотов, высокая равномерность вра-щения и непрерывно возрастающая мощность. Паровая машина уже не отвеча-ла этим требованиям, Она имела 400-600 об/мин. Паровую машину вытеснила паровая турбина, которая имела большую скорость и более высокий КПД. Сейчас мощность паровых турбин достигает 1200 МВт. Турбина вместе с электрическим генератором называется турбогенератором.
Ви переглядаєте статтю (реферат): «Электрогенераторы» з дисципліни «Історія розвитку галузі електроенергетики»
