Το απλούστερο διάγραμμα και περιγραφή μηχανών δυναμό. Αποκόμματα από τη ζωή ενός ιερέα. Διάγραμμα ενός προβολέα που τροφοδοτείται από ένα δυναμό

Μία από τις δημοφιλείς τεχνικές συσκευές είναι ένα δυναμό ποδηλάτου. Ακριβώς ποιοι τύποι αυτής της συσκευής υπάρχουν, σε τι χρησιμοποιείται και τα χαρακτηριστικά τους.

Τύποι ποδηλάτων Dynamos

Το δυναμό ποδηλάτου είναι μια ηλεκτρική γεννήτρια που παράγει ενέργεια για να τροφοδοτήσει ηλεκτρικές συσκευές τοποθετημένες σε ποδήλατο, όπως προβολείς ή τροφοδοτικό για πλοηγό.

Σήμερα, δύο τύποι δυναμό ποδηλάτων χρησιμοποιούνται ευρέως, συγκεκριμένα: δυναμό φιαλών και δυναμό πλήμνης.

Ανεξάρτητα από τον τύπο, και οι δύο παράγουν ηλεκτρική ενέργεια περιστρέφοντας έναν μαγνήτη μέσα σε ένα πηνίο. Έτσι, στο δυναμό ποδηλάτου, ο οπλισμός είναι ένα ακίνητο στοιχείο και ο στάτορας περιστρέφεται.

Αυτό το είδος πήρε το όνομά του λόγω της εξωτερικής ομοιότητάς του με ένα συνηθισμένο μπουκάλι. Η μηχανή δυναμό μπουκαλιών για ποδήλατα ήταν η πιο διαδεδομένη στη χώρα μας επί Σοβιετικής Ένωσης. Έχει αναμφισβήτητα πλεονεκτήματα, τα οποία περιλαμβάνουν:

• Εύκολη εγκατάσταση και αποσυναρμολόγηση.
• Δυνατότητα απενεργοποίησης;
• Χαμηλή τιμή.

Ταυτόχρονα, ο τύπος φιάλης έχει μειονεκτήματα που σε ορισμένες περιπτώσεις καθιστούν την τοποθέτησή του ανεπιθύμητη ή και αδύνατη. Αυτά περιλαμβάνουν:

• Η εγκατάσταση έχει ως αποτέλεσμα την εμφάνιση μιας ασύμμετρης μάζας στο πιρούνι.
• Αυξημένος θόρυβος κατά τη λειτουργία.
• Σχετικά χαμηλή ισχύς εξόδου.
• Αντίσταση στην κίνηση.
• Μειωμένη απόδοση κάτω από αντίξοες καιρικές συνθήκες.
• Αυξημένη φθορά ελαστικών.

Όλες οι αδυναμίες που αναφέρονται είναι προκαθορισμένες από τα χαρακτηριστικά σχεδιασμού και χωρίς θεμελιώδεις αλλαγές δεν μπορούν να εξαλειφθούν.

Ο δεύτερος τύπος, η δημοτικότητα του οποίου αυξάνεται συνεχώς, είναι ο λεγόμενος δακτύλιος δυναμό.

Σε αυτή την περίπτωση, το δυναμό του ποδηλάτου έχει σχεδιαστεί δομικά ως πλήμνη τροχού. Η τάση εξόδου τέτοιων γεννητριών είναι περίπου έξι βολτ με ισχύ έως δύο και μερικές φορές τρία βατ.

Όλα τα πλεονεκτήματα ενός τέτοιου δυναμό για ένα ποδήλατο καθορίζονται από αυτό χαρακτηριστικό σχεδιασμού. Τα «πλεονεκτήματα» περιλαμβάνουν:

• Απόλυτα σιωπηλή. Αυτό επιτυγχάνεται λόγω του σχεδιασμού με τη μορφή πλήμνης για τον τροχό.
• Το δυναμό λειτουργεί χωρίς τη χρήση τριβής και επομένως δεν επηρεάζει τη φθορά των ελαστικών και άλλων εξαρτημάτων.
• Ο πλήρως ισορροπημένος σχεδιασμός εξαλείφει την ανισορροπία στο πιρούνι.
• Υψηλής απόδοσης. Δεδομένου ότι δεν υπάρχουν επιφάνειες τριβής, δεν θα υπάρξει ολίσθηση σε οποιεσδήποτε καιρικές συνθήκες.
• Πλήρης απομόνωση από τη μεταλλική κατασκευή του ποδηλάτου ηλεκτρικό κύκλωμακαλωδίωση.

Ωστόσο, ο διανομέας του δυναμό δεν μπορεί να απενεργοποιηθεί, λειτουργεί συνεχώς όταν κινείται. Μερικοί ειδικοί θεωρούν ότι αυτό το σημείο είναι μειονέκτημα, αλλά αντικειμενικά, όταν το φορτίο είναι απενεργοποιημένο, το δυναμό δεν θα επηρεάσει την ελευθερία περιστροφής του τροχού και επομένως θα είναι εντελώς λάθος να θεωρηθεί η αδυναμία απενεργοποίησης ως μειονέκτημα . Ένα άλλο σημείο είναι η υψηλή μάζα, αν και με ιδανική ζυγοστάθμιση, αυτό δεν επηρεάζει την οδηγική απόδοση του ποδηλάτου στο βαθμό που γίνεται αισθητή στην πράξη. Το μόνο σοβαρό μειονέκτημα είναι η τιμή και η πολυπλοκότητα του σχεδιασμού, καθώς και το γεγονός ότι για να εγκαταστήσετε μια τέτοια γεννήτρια είναι απαραίτητο να ταξινομήσετε ολόκληρο τον τροχό και αυτό απαιτεί αναμφίβολα ορισμένες δεξιότητες και εκπαίδευση.

Έτσι, όταν επιλέγετε ένα δυναμό για τον δίτροχο φίλο σας, θυμηθείτε την ασφάλεια, την αξιοπιστία και εστιάστε στις οικονομικές σας δυνατότητες. Το τι είδους δυναμική θα έχει το ποδήλατο εξαρτάται φυσικά από εσάς και κανέναν άλλον.

Δεδομένου ότι αυτός ο τύπος γεννήτριας κερδίζει δημοτικότητα, ας δούμε μερικά από τα χαρακτηριστικά του που πρέπει να γνωρίζετε και να κατανοήσετε.

Πρώτα απ 'όλα, ενώ μια γεννήτρια μπουκαλιών παράγει συνεχές ηλεκτρικό ρεύμα, ένα δυναμό πλήμνης ποδηλάτου παράγει εναλλασσόμενη τάση. Ποιά είναι η διαφορά; Ας προσπαθήσουμε να το καταλάβουμε χωρίς να εμβαθύνουμε στην ηλεκτροδυναμική.

Το συνεχές ρεύμα έχει πόλους: "συν" και "πλην". Ένα τέτοιο ρεύμα ρέει πάντα προς μία κατεύθυνση από το συν στο πλην. Η εναλλασσόμενη τάση δεν έχει πολικότητα. Για να καεί ένας κανονικός λαμπτήρας πυρακτώσεως, δεν έχει σημασία ποιο είναι το ρεύμα, άμεσο ή εναλλασσόμενο. Αλλά για έναν προβολέα LED, τα πράγματα είναι διαφορετικά: τα LED θα λειτουργούν μόνο εάν το ρεύμα είναι σταθερό και συνδεθεί σωστά. Εάν εγκαταστήσετε μια πλήμνη δυναμό σε ένα ποδήλατο, τότε πρέπει να συνδέσετε τον προβολέα LED μέσω μιας ειδικής γέφυρας ανορθωτή. Αυτό θα είναι σχετικό για όλους τους καταναλωτές ενέργειας που τροφοδοτούνται από πηγή DC.

Εγκατάσταση δυναμό κέντρου

Δεν υπάρχουν δυσκολίες κατά την εγκατάσταση μιας γεννήτριας μπουκαλιών, αλλά μια γεννήτρια κέντρου για ένα ποδήλατο θα σας κάνει να εργαστείτε.

Πρώτα απ 'όλα, δεδομένου ότι ο ίδιος ο σχεδιασμός μιας τέτοιας γεννήτριας προβλέπει την εγκατάσταση ως υποστηρικτικό δακτύλιο, ο τροχός θα πρέπει να αφαιρεθεί και να αποσυναρμολογηθεί πλήρως. Φροντίστε πρώτα ένα σετ από κοντές βελόνες πλεξίματος. Μετά την πλήρη αποσυναρμολόγηση, χρησιμοποιήστε κοντές ακτίνες για να στερεώσετε το χείλος στην πλήμνη. Προσπαθήστε να το τοποθετήσετε ομοιόμορφα και ομοιόμορφα, σφίγγοντας σταδιακά τις ακτίνες και στη συνέχεια σφίγγοντας το για να ενισχύσετε τελικά το χείλος. Στη συνέχεια, πρέπει να ισορροπήσετε και να ελέγξετε για εξάντληση και ανισορροπία.

Προσοχή! Σε μια γεννήτρια τύπου μπουκαλιού, υπάρχει μείον τροφοδοτικό στο σώμα. Η πλήμνη δυναμό δεν έχει ηλεκτρική επαφή με το σώμα, επομένως μπορείτε να κάνετε την ηλεκτρική καλωδίωση πλήρως μονωμένη ή να χρησιμοποιήσετε ένα μεταλλικό πλαίσιο ως έναν από τους αγωγούς. Εάν έχει εγκατασταθεί ανορθωτική γέφυρα, το πλαίσιο πρέπει να στερεωθεί μετά από αυτήν.

Έφτιαξα αυτή τη γεννήτρια ποδηλάτου τριβής για το ποδήλατό μου για να τροφοδοτεί τον φακό και τα πίσω φώτα μου. Βρήκα την ιδέα και πολλές πληροφορίες για αυτό το έργο γεννήτριας πεντάλ στο Διαδίκτυο.

Πρόσφατα αγόρασα ένα ποδήλατο για να μετακινηθώ στη δουλειά και στην πόλη και αποφάσισα ότι για λόγους ασφαλείας χρειαζόμουν ένα φως. Το μπροστινό μου φως τροφοδοτείτο από 2 μπαταρίες AA και το πίσω φως τροφοδοτείται από 2 μπαταρίες AAA, οι οδηγίες έλεγαν ότι το μπροστινό φως θα διαρκούσε 4 ώρες και το πίσω φως θα διαρκούσε 20 ώρες σε λειτουργία αναβοσβήνει.

Αν και αυτοί είναι καλοί δείκτες, απαιτούν ακόμα λίγη προσοχή, ώστε οι μπαταρίες να μην εξαντληθούν τη λάθος στιγμή. Αγόρασα αυτό το ποδήλατο για την απλότητά του, η μονή ταχύτητα σημαίνει ότι μπορώ απλώς να πηδήξω και να φύγω, αλλά η συνεχής αντικατάσταση μπαταριών είναι ακριβή και καθιστά δύσκολη τη χρήση. Προσθέτοντας δυναμισμό στο ποδήλατο, μπορώ να επαναφορτίσω τις μπαταρίες ενώ οδηγώ.

Βήμα 1: Συλλογή ανταλλακτικών

Εάν θέλετε να φτιάξετε μια μηχανή δυναμό με τα χέρια σας, τότε θα χρειαστείτε μερικά πράγματα. Εδώ είναι η λίστα τους:

ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΑ ΕΙΔΗ:

1. 1x stepper motor - Το δικό μου το πήρα από έναν παλιό εκτυπωτή
2. 8 δίοδοι - Χρησιμοποίησα μια προσωπική μονάδα ισχύος που χρησιμοποιείται 1N4001
3. 1x Ρυθμιστής τάσης – LM317T
4. 1x πλακέτα ανάπτυξης με PCB
5. 2 αντιστάσεις - 150 Ohm και 220 Ohm
6. 1x καλοριφέρ
7. 1x υποδοχή μπαταρίας
8. Συμπαγές σύρμα
9. Μονωτική ταινία

Μηχανικά μέρη:

• 1x Στήριγμα ανακλαστήρα ποδηλάτου - Το αφαίρεσα από το ποδήλατο όταν συνέδεσα τα φώτα.
• Γωνιακό κενό αλουμινίου, θα χρειαστείτε ένα κομμάτι μήκους περίπου 15 cm
• Μικρά παξιμάδια και μπουλόνια - χρησιμοποίησα βίδες εκτυπωτή και κάποια άλλα μεταχειρισμένα εξαρτήματα
• Μικρός ελαστικός τροχός - προσαρμόζεται στον βηματικό κινητήρα και τρίβεται στον τροχό καθώς περιστρέφεται.

Εργαλεία:

• Dremel - Δεν είναι απολύτως απαραίτητο, αλλά κάνει τη ζωή σας πολύ πιο εύκολη.
• Τρυπάνια και τρυπάνια
• Αρχείο
• Κατσαβίδια, κλειδιά
• Ένα breadboard για τη δοκιμή του σιρκουί πριν βάλετε τα πάντα στο ποδήλατο.
• Πολύμετρο

Βήμα 2: Δημιουργήστε ένα κύκλωμα

Εμφάνιση 10 ακόμη εικόνων

Ας κάνουμε ένα διάγραμμα δυναμό για ποδήλατο. Είναι καλή ιδέα να δοκιμάσετε τα πάντα πριν τα συγκολλήσετε όλα μαζί, γι' αυτό πρώτα συναρμολόγησα ολόκληρο το κύκλωμα σε μια πλακέτα ψωμιού χωρίς συγκόλληση. Ξεκίνησα με το βύσμα του κινητήρα και τις διόδους. Ξεκόλλησα το βύσμα από την πλακέτα κυκλώματος του εκτυπωτή. Η τοποθέτηση των διόδων σε αυτόν τον προσανατολισμό αλλάζει το ρεύμα AC που προέρχεται από τον κινητήρα σε DC (το διορθώνει).

Ο βηματικός κινητήρας έχει δύο πηνία και πρέπει να βεβαιωθείτε ότι κάθε πηνίο είναι συνδεδεμένο με το ίδιο σύνολο τραπεζών διόδων. Για να μάθετε ποια καλώδια από τον κινητήρα συνδέονται στο ίδιο πηνίο, απλά πρέπει να ελέγξετε την επαφή μεταξύ των καλωδίων. Δύο καλώδια συνδέονται στο πρώτο πηνίο και δύο στο δεύτερο πηνίο.

Μόλις το κύκλωμα συναρμολογηθεί σε μια πλάκα ψωμιού χωρίς συγκόλληση, δοκιμάστε το. Ο κινητήρας μου παρήγαγε έως και 30 βολτ κατά τη διάρκεια της κανονικής ποδηλασίας. Είναι βηματικός κινητήρας 24V, οπότε η απόδοσή του μου φαίνεται λογική.

Με τον ρυθμιστή τάσης εγκατεστημένο, η τάση εξόδου ήταν 3,10 βολτ. Οι αντιστάσεις ελέγχουν την τάση εξόδου και επέλεξα τις επιλογές 150 και 220 ohm για την παραγωγή 3,08 βολτ. Ρίξτε μια ματιά σε αυτόν τον υπολογιστή τάσης LM317 για να δείτε πώς υπολόγισα τους αριθμούς μου.

Τώρα όλα πρέπει να συγκολληθούν πλακέτα τυπωμένου κυκλώματος. Για να κάνω τακτοποιημένες συνδέσεις, χρησιμοποίησα μικρή συγκόλληση. Θερμαίνεται πιο γρήγορα και παρέχει καλύτερη σύνδεση.

Στο αρχείο .Pdf θα βρείτε πώς συνδέονται τα πάντα στο PCB. Οι καμπύλες γραμμές είναι τα καλώδια και οι κοντές μαύρες ευθείες είναι εκεί που πρέπει να κολλήσετε τους βραχυκυκλωτήρες.

Αρχεία
Αρχεία

Βήμα 3: Εγκατάσταση του κινητήρα

Η βάση του κινητήρα ήταν κατασκευασμένη από γωνία αλουμινίου και βραχίονα ανακλαστήρα. Για να τοποθετηθεί ο κινητήρας, τρυπήθηκαν τρύπες στο αλουμίνιο. Στη συνέχεια κόπηκε η μία πλευρά της γωνίας για να δημιουργηθεί χώρος για τον τροχό.

Ο τροχός στερεώθηκε τυλίγοντας κολλητική ταινία γύρω από τον άξονα του κινητήρα έως ότου η σύνδεση ήταν αρκετά σφιχτή ώστε να σπρώξει τον τροχό απευθείας πάνω στην κολλητική ταινία. Αυτή η μέθοδος λειτουργεί καλά, αλλά πρέπει να βελτιωθεί στο μέλλον.

Μόλις ο κινητήρας και ο τροχός στερεώθηκαν στο αλουμίνιο, βρήκα ένα καλό σημείο στο πλαίσιο για να τοποθετήσω τα πάντα. Προσάρτησα το κενό στον σωλήνα του καθίσματος. Ο σκελετός του ποδηλάτου μου είναι 61 εκατοστά, επομένως η περιοχή όπου είναι τοποθετημένη η γεννήτρια είναι αρκετά μεγάλη σε σύγκριση με μικρότερα ποδήλατα. Απλά βρείτε το στο ποδήλατό σας το καλύτερο μέροςγια την εγκατάσταση μιας γεννήτριας.

Μόλις βρήκα μια κατάλληλη θέση, έκανα σημάδια για το στήριγμα από αλουμίνιο με το στήριγμα του ανακλαστήρα τοποθετημένο, ώστε να μπορεί να κοπεί στο μέγεθος. Στη συνέχεια άνοιξα τρύπες στο στήριγμα και το αλουμίνιο και τοποθέτησα τη δομή στο ποδήλατο.

Ολοκλήρωσα τη συναρμολόγηση της γεννήτριας ποδηλάτου 12 volt συνδέοντας το κιβώτιο έργου σε μια βάση αλουμινίου με δύο στύλους.

Βήμα 4: Σύνδεση των καλωδίων

Το δυναμό του ποδηλάτου είναι συναρμολογημένο, τώρα το μόνο που χρειάζεται να κάνετε είναι απλώς να συνδέσετε τα καλώδια στους λαμπτήρες. Έσπρωξα τα άκρα των καλωδίων πέρα ​​από τους ακροδέκτες της μπαταρίας στον προβολέα και μετά άνοιξα μια τρύπα στο περίβλημα του προβολέα για να περάσουν τα καλώδια. Στη συνέχεια, τα καλώδια συνδέθηκαν στο βύσμα της μπαταρίας. Θα χρειαστεί επίσης να κάνετε τρύπες στο κουτί του έργου για τα καλώδια.

Ρύζι. 1. Δίσκος FaradeΕγώ

Προηγούμενα άρθρα αυτής της σειράς εξέτασαν τους πρώτους ηλεκτρικούς κινητήρες, που δημιουργήθηκαν στις αρχές του 19ου αιώνα, με τροφοδοσία από μια γνωστή πηγή - γαλβανική μπαταρία. Η χαμηλή οικονομική απόδοση μιας τέτοιας ηλεκτροχημικής πηγής, η οποία εμποδίζει την αντικατάσταση των ατμομηχανών με ηλεκτρικές, ανάγκασε τους εφευρέτες να αναζητήσουν άλλες, ηλεκτρομηχανικές μεθόδους παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας. Αυτό το άρθρο αντικατοπτρίζει τη διαδικασία δημιουργίας ηλεκτρικών γεννητριών συνεχούς ρεύματος, ως αποτέλεσμα της οποίας ανακαλύφθηκε το φαινόμενο της αυτοδιέγερσης λόγω θετικής ανάδρασης, που ονομάζεται αρχή δυναμό.

Η πρώτη ηλεκτρομηχανική γεννήτρια προτάθηκε από τον Faraday το 1832 αμέσως μετά την ανακάλυψη του νόμου της ηλεκτρομαγνητικής επαγωγής (Εικ. 1). Ο δίσκος Faraday περιέχει: έναν στάτορα με τη μορφή πεταλοειδούς μαγνήτη - 1 και έναν χάλκινο δίσκο (ρότορα) - 2, εξοπλισμένο με κινητές επαφές στον άξονα και το χείλος.

Όταν ένας δίσκος περιστρέφεται σε ένα μαγνητικό πεδίο, επάγεται ένα emf σταθερού πρόσημου σε αυτόν, προκαλώντας επαγόμενα ρεύματα, που ρέει ακτινικά σύμφωνα με τον κανόνα του δεξιού χεριού, δηλαδή μεταξύ του άξονα και του χείλους (στην περίπτωση αυτή, από κάτω προς τα πάνω). Σύμφωνα με τον κανόνα του Lenz, τα επαγόμενα ρεύματα δημιουργούν μια μαγνητική ροή που αντιτίθεται στη ροή του μαγνήτη, δηλ. κατευθύνεται κατά μήκος του άξονα περιστροφής του δίσκου. Αυτή είναι η μόνη γνωστή μονοπολική γεννήτρια DC που εξακολουθεί να χρησιμοποιείται για τη δημιουργία μεγάλων ρευμάτων. Οι υπόλοιπες γεννήτριες συνεχούς ρεύματος είναι ουσιαστικά γεννήτριες εναλλασσόμενου ρεύματος με έναν ανορθωτή (commutator) στην έξοδο.

Ρύζι. 2. Pixie Generator

Η πρώτη γεννήτρια εναλλασσόμενου ρεύματος κατασκευάστηκε στη Γαλλία από τον πλοίαρχο Hippolyte Pixii το ίδιο 1832. Κατά τη διάρκεια της σύντομης ζωής του, των 27 ετών, ο Pixie δημιούργησε πολλά επιστημονικά όργανα, όπως ένα διαλατομετρικό θερμόμετρο και μια αντλία κενού. Η γεννήτρια Pixie φαίνεται στην Εικ. 2, όπου υποδεικνύονται: 1 – στάτορας με δύο πηνία συνδεδεμένα σε σειρά, 2 – ρότορας με μόνιμο μαγνήτη, 3 – μεταγωγέας βούρτσας (ανορθωτής). Οι γραμμές τροφοδοσίας ενός περιστρεφόμενου μαγνήτη διασχίζουν την περιέλιξη των πηνίων, προκαλώντας ένα emf κοντά στην αρμονική σε αυτά. Η ιδέα των πηνίων και του περιστρεφόμενου μαγνήτη ανήκει στον εφευρέτη, ο οποίος έστειλε μια επιστολή στον Faraday, υπογεγραμμένη με τα λατινικά αρχικά P.M. Το πιθανό όνομα του εφευρέτη, Frederick Mc-Clintock, παρέμεινε άγνωστο για πολύ καιρό. Ο Faraday δημοσίευσε αμέσως αυτή την επιστολή σε επιστημονικό περιοδικό. Ωστόσο, αυτή η συσκευή παρήγαγε εναλλασσόμενο ρεύμα, ενώ στις αρχές του 19ου αιώνα χρησιμοποιήθηκε μόνο συνεχές ρεύμα. Ως εκ τούτου, η Pixie, με τη συμβουλή του Ampere, τον εξόπλισε με έναν διακόπτη βούρτσας. Η γεννήτρια Pixie χρησιμοποιήθηκε από τον E. H. Lenz για να αποδείξει την αρχή της αναστρεψιμότητας μιας ηλεκτρικής μηχανής, που ανακαλύφθηκε από τον ίδιο το 1833. Ωστόσο, για μεγάλο χρονικό διάστημα, οι κινητήρες και οι γεννήτριες αναπτύχθηκαν ξεχωριστά.

Κατά τη δημιουργία μιας απομακρυσμένης ασφάλειας υψηλής τάσης για θαλάσσια ορυχεία το 1842, ο Jacobi πρότεινε την τοποθέτηση μαγνητών στον στάτορα και την περιέλιξη στον ρότορα, γεγονός που αύξησε τη συμπαγή της γεννήτριας. Η γεννήτρια Jacobi φαίνεται στο Σχ. 3, όπου υποδεικνύονται: 1 – στάτορας με δύο μόνιμους μαγνήτες, 2 – άξονας, 3 – οπλισμός (ρότορας με περιέλιξη), 4 – μεταγωγέας, 5 – πολλαπλασιαστής, δηλαδή κιβώτιο ταχυτήτων για αύξηση της ταχύτητας του ρότορα.

Ρύζι. 3. Γεννήτρια Jacobi

Η γεννήτρια που πρότεινε ο Άγγλος μηχανικός Frederick Holmes για την τροφοδοσία του λαμπτήρα τόξου που κατοχύρωσε είχε παρόμοιο σχέδιο. Για τη σειριακή παραγωγή γεννητριών, η εταιρεία Alliance δημιουργήθηκε το 1856. Η όψη της γεννήτριας φαίνεται στο Σχ. 4, όπου: 1 – στάτορας με μόνιμους μαγνήτες. 2 – ρότορας με περιέλιξη (οπλισμός). 3 – φυγοκεντρικός ρυθμιστής, 4 – μηχανισμός αλλαγής βούρτσας.

Χρησιμοποιούσε έναν φυγόκεντρο ρυθμιστή Watt για να διατηρεί αυτόματα την τάση εξόδου μετατοπίζοντας τις βούρτσες από το ουδέτερο καθώς άλλαζε το ρεύμα φορτίου, αντισταθμίζοντας έτσι την αντίδραση οπλισμού. Η γεννήτρια είχε 50 μόνιμους μαγνήτες και ανέπτυξε ισχύ 10 ίππων. με βάρος έως 4 τόνους. Συνολικά, κατασκευάστηκαν περισσότερες από 100 γεννήτριες Alliance, οι οποίες χρησιμοποιήθηκαν, εκτός από προβολείς τόξου για φάρους, στην ηλεκτροδιαμόρφωση.

Ρύζι. 4. Γεννήτρια "Alliance"

Κατά τη λειτουργία, τα μηχανήματα με μόνιμους μαγνήτες ανακάλυψαν το δυσάρεστο μειονέκτημα της μείωσης της τάσης εξόδου λόγω της σταδιακής απομαγνήτισης των μαγνητών από τους κραδασμούς και τη γήρανση. Ένα άλλο μειονέκτημα της διέγερσης από μόνιμους μαγνήτες ήταν η αδυναμία ρύθμισης της μαγνητικής ροής τους για τη σταθεροποίηση της παραγόμενης τάσης. Για την καταπολέμηση αυτών των ελλείψεων, προτάθηκε η χρήση ηλεκτρομαγνητικής διέγερσης, η οποία, επιπλέον, όπως σημειώνεται στο άρθρο, εξασφαλίζει μεγαλύτερη συμπαγή. Έτσι, ο επιτυχημένος Άγγλος εφευρέτης Henry Wilde έλαβε δίπλωμα ευρεσιτεχνίας το 1864 για μια γεννήτρια με ξεχωριστό διεγέρτη μόνιμου μαγνήτη χαμηλής ισχύος τοποθετημένο σε έναν κοινό άξονα με τη γεννήτρια. Ο Wilde δεν είχε πανεπιστημιακή εκπαίδευση και ξεκίνησε την καριέρα του ως μαθητευόμενος μηχανικός, αλλά κατάφερε να δημιουργήσει την παραγωγή των γεννητριών του για ηλεκτρολυτική επιμετάλλωση. Ωστόσο, έγινε σαφές ότι η παρουσία μόνιμων μαγνητών στις γεννήτριες ήταν ένα σοβαρό εμπόδιο για την ανάπτυξη της τηλεγραφίας και του ηλεκτρικού φωτισμού.

Μια θεμελιώδης λύση στο πρόβλημα εμφανίστηκε μετά την ανακάλυψη της δυνατότητας αυτοδιέγερσης των γεννητριών, την οποία η Siemens ονόμασε δυναμοηλεκτρική αρχή ή αρχή δυναμό. Η ιδέα της αυτοδιέγερσης είναι ότι - όπως φαίνεται στο Σχ. 5 – η αρχική ροή διέγερσης κατά την εκκίνηση της μηχανής δημιουργείται από την υπολειπόμενη μαγνήτιση του μαγνητικού κυκλώματος, όπου η τάση της γεννήτριας αφαιρείται από την περιέλιξη του οπλισμού Ι και η μηχανή διεγείρεται είτε με την περιέλιξη OB1 συνδεδεμένη σε σειρά με το φορτίο R n, ή με περιέλιξη OB2 συνδεδεμένο παράλληλα με τον οπλισμό μέσω μιας αντίστασης ρύθμισης R(λεγόμενη διέγερση διακλάδωσης). Στη συνέχεια, η ροή διέγερσης αυξάνεται λόγω της θετικής ανάδρασης από το παραγόμενο ρεύμα.

Ρύζι. 5. Αυτοδιεγερμένο κύκλωμα γεννήτριας

Ένας από τους πρώτους που επεσήμανε τη δυνατότητα αυτοδιέγερσης της γεννήτριας σε μια πατέντα του 1854 ήταν ο Δανός μηχανικός και οργανωτής της σιδηροδρομικής επικοινωνίας, S?ren Hjorth. Ωστόσο, φοβούμενος την αδυναμία της υπολειπόμενης μαγνήτισης, συμπλήρωσε τη γεννήτρια με μόνιμους μαγνήτες. Αυτή η γεννήτρια Hiort δεν εφαρμόστηκε ποτέ. Ανεξάρτητα από τον Hiorth, η ιδέα της αυτοδιέγερσης εκφράστηκε το 1856 από τον καθηγητή του Πανεπιστημίου της Βουδαπέστης Anjes Jedlik (?nyos Jedlik). Πρότεινε επίσης έναν από τους πρώτους ηλεκτρικούς κινητήρες, που περιγράφεται στο άρθρο. Ωστόσο, ο Yedlik δεν κατοχύρωσε τις εφευρέσεις του με δίπλωμα ευρεσιτεχνίας και δημοσίευσε πληροφορίες σχετικά με αυτές πολύ φειδωλά, έτσι οι καινοτόμες προτάσεις του πέρασαν απαρατήρητες.

Στην πράξη, η ιδέα της αυτοδιέγερσης πραγματοποιήθηκε μόλις δέκα χρόνια αργότερα την ίδια στιγμή από αρκετούς εφευρέτες. Σε μια αίτηση για δίπλωμα ευρεσιτεχνίας τον Δεκέμβριο του 1866, ένας αγγλικός μηχανικός εταιρείας τηλεγράφων και μαθητής του Faraday, ο Samuel Alfred Varley, πρότεινε ένα κύκλωμα γεννήτριας παρόμοιο με τη γεννήτρια Jacobi, στην οποία, ωστόσο, η περιέλιξη διέγερσης αντικατέστησε τους μόνιμους μαγνήτες. Το κύκλωμα της γεννήτριας φαίνεται στο Σχ. 6, όπου: 1 – ηλεκτρομαγνήτες διέγερσης, 2 – οπλισμός, 3 – μεταγωγέας, 4 – πρόσθετη αντίσταση ρύθμισης. Πριν από την έναρξη, οι πυρήνες διέγερσης μαγνητίστηκαν με συνεχές ρεύμα.

Ρύζι. 6. Γεννήτρια Varley

Ένα μήνα αργότερα, τον Ιανουάριο του 1867, μια έκθεση του διάσημου Γερμανού εφευρέτη και βιομήχανου Werner Siemens παρουσιάστηκε στην Ακαδημία Επιστημών του Βερολίνου με Λεπτομερής περιγραφήαυτοδιεγερμένη γεννήτρια, την οποία ονόμασε δυναμό. Πριν από την εκκίνηση, η γεννήτρια ενεργοποιήθηκε ως κινητήρας για να μαγνητίσει τη διέγερση. Στη συνέχεια, η Siemens δημιούργησε ευρεία βιομηχανική παραγωγή τέτοιων γεννητριών στη Γερμανία.

Τον Φεβρουάριο του ίδιου 1867, ο διάσημος Άγγλος φυσικός Charles Wheatstone κατοχύρωσε με δίπλωμα ευρεσιτεχνίας και παρουσίασε μια γεννήτρια που διεγείρεται από την παράκαμψη (Εικ. 5). Ιδιοκτήτης εργαστηρίου μουσικών οργάνων, που ανέλαβε την επιχείρηση από τον πατέρα του, αργότερα καθηγητή King's CollegeΤο King's College του Λονδίνου, ο Wheatstone είναι επίσης διάσημος για τις εφευρέσεις του στη μέθοδο μέτρησης της αντίστασης (γέφυρα Wheatstone), τον μονοφασικό σύγχρονο ηλεκτροκινητήρα, το μουσικό όργανο κονσέρτινα, το στερεοσκόπιο, το χρονοσκόπιο (ηλεκτρικό χρονόμετρο) και μια βελτιωμένη μορφή του Schilling. τηλεγράφος.

Στον Τύπο προέκυψε συζήτηση για την προτεραιότητα αυτής της τεχνικής λύσης, την οποία διεκδίκησαν και οι Wilde και Hiort. Πρέπει να σημειωθεί ότι υπάρχουν τρία είδη προτεραιότητας: επιστημονική, πατέντα και βιομηχανική. Η επιστημονική προτεραιότητα ανήκει στον επιστήμονα που δημοσίευσε για πρώτη φορά ή παρουσίασε δημόσια οποιαδήποτε συσκευή, αποτέλεσμα ή θεωρία. Η βιομηχανική προτεραιότητα ανήκει στο πρόσωπο ή την εταιρεία που πρωτοκαθιέρωσε την παραγωγή ενός προϊόντος και την ευρεία εφαρμογή του. Για παράδειγμα, στην ανακάλυψη του ραδιοφώνου, η επιστημονική προτεραιότητα ανήκει στον Popov και η ευρεσιτεχνία και η βιομηχανική προτεραιότητα ανήκει στον Marconi. Siemens. Η Wheatstone έχει προτεραιότητα σε μια συγκεκριμένη, αν και πολύ σημαντική, τεχνική λύση - διέγερση διακλάδωσης.

Περαιτέρω βελτίωση στα χαρακτηριστικά του δυναμό συνδέθηκε με μια αλλαγή στο σχεδιασμό του οπλισμού του μέσω της χρήσης ενός οπλισμού δακτυλίου το 1867 από τον Βέλγο ηλεκτρολόγο μηχανικό Zenobe Gramme και στη συνέχεια την εισαγωγή της περιέλιξης τυμπάνου, που προτάθηκε το 1872 από τον Hefner Alteneck. , η κορυφαία εταιρεία σχεδιαστών Siemens-Halske. Μετά από αυτό, οι ηλεκτροκινητήρες και οι γεννήτριες πήραν ουσιαστικά τη σύγχρονη μορφή τους. Ωστόσο, μέχρι τα τέλη του 19ου αιώνα, λόγω της ευρείας εισαγωγής συστημάτων εναλλασσόμενου ρεύματος, το κύριο μερίδιο της ηλεκτρικής ενέργειας σε υδροηλεκτρικούς και θερμικούς σταθμούς παράγεται ήδη από γεννήτριες εναλλασσόμενου ρεύματος.

Ρύζι. 7. Μοντέλο Geodynamo

Όσο για την ίδια την αρχή του δυναμό, θυμήθηκε ξανά τον εικοστό αιώνα για να εξηγήσει τις αιτίες του επίγειου μαγνητισμού, τον οποίο ο Αϊνστάιν το 1905 ονόμασε ένα από τα πέντε κύρια μυστήρια της φυσικής εκείνης της εποχής. Μέχρι στιγμής, δεν έχει ληφθεί οριστική απάντηση, επιβεβαιωμένη από υπολογιστικά μοντέλα ή φυσικά πειράματα, αλλά η πιο δημοφιλής θεωρία ονομάζεται υδρομαγνητικό δυναμό (γεωδύναμο). Από την εποχή του William Gilbert (τέλη 16ου αιώνα), έχει διαπιστωθεί ότι η Γη είναι ένας γιγάντιος μαγνήτης, οι γραμμές δύναμης του οποίου κατευθύνονται από τον νότιο πόλο προς τον βορρά. Σύμφωνα με τις εξισώσεις του Maxwell, οι μαγνητικές ροές μπορούν να δημιουργηθούν μόνο από ρεύματα, επομένως ήταν φυσικό να υποθέσουμε ότι η Γη είναι ένας ηλεκτρομαγνήτης, τα ρεύματα του οποίου ρέουν σε επίπεδα παράλληλα με τον ισημερινό και ο πυρήνας είναι ο στερεός σιδηρομαγνητικός πυρήνας της Γης. , φαίνεται στο Σχ. 7, με την υποτιθέμενη κατακόρυφη θέση του άξονα περιστροφής της Γης. Αυτός ο πυρήνας σιδήρου-νικελίου (1) με διάμετρο περίπου 1200 km περιβάλλεται από ένα υγρό κέλυφος (2) από τα ίδια μέταλλα πάχους 2300 km, ακολουθούμενο από πετρώματα του μανδύα και του φλοιού της Γης.

Αν υποθέσουμε ότι λόγω της περιστροφής της Γης (3), σχηματίζονται ομόκεντρες ροές στο υγρό κέλυφος του πυρήνα σε επίπεδα παράλληλα με τον ισημερινό (δεν φαίνεται στο σχήμα), τότε μπορούν να προκληθούν ρεύματα σε αυτά λόγω του τομή των γραμμών πεδίου (4) από τη μαγνητική ροή από τον συμπαγή πυρήνα - όπως σε μια γεννήτρια Faraday. Ωστόσο, ένας στερεός πυρήνας ουσιαστικά δεν μπορεί να μαγνητιστεί, καθώς η θερμοκρασία του, που προκαλείται από θερμοπυρηνικές αντιδράσεις, είναι πάνω από 5000 o C (όπως στην επιφάνεια του Ήλιου), και όλα τα σιδηρομαγνητικά υλικά χάνουν τις μαγνητικές τους ιδιότητες πάνω από το σημείο Curie (περίπου 750 o ΝΤΟ). Επιπλέον, οι επιστήμονες δεν μπορούσαν να προσφέρουν μια λογική εξήγηση για το σχηματισμό τέτοιων ομόκεντρων ρευμάτων. Επομένως, έχει πλέον υιοθετηθεί ένα πιο περίπλοκο μοντέλο που ονομάζεται convective geodynamo.

Η θερμοκρασία της επιφάνειας του υγρού πυρήνα στο όριο με τον μανδύα (5) είναι περίπου 600 o C χαμηλότερη από τη θερμοκρασία του στερεού πυρήνα, γεγονός που προκαλεί ακτινικές συναγωγικές ροές υγρού (6), οι οποίες, υπό την επίδραση των δυνάμεων του Kariolis προκάλεσαν με την περιστροφή της Γης, συστροφή σε δίνες (7), άξονα περιστροφής που συμπίπτει με τον άξονα περιστροφής της Γης. Επιπλέον, σε αυτές τις υγρές δίνες, παρόμοιες με έναν δίσκο Faraday, προκαλούνται ρεύματα, δημιουργώντας μαγνητικές ροές (4) κατά μήκος του άξονα περιστροφής της Γης.

Πιο πολύπλοκο είναι το ζήτημα του αρχικού σχηματισμού του μαγνητικού πεδίου της Γης. Το 1919, ο Ιρλανδός φυσικός και μαθηματικός Τζόζεφ Λάρμορ, απόφοιτος του Πανεπιστημίου του Κέμπριτζ, ένας από τους δημιουργούς της θεωρίας των ηλεκτρονίων και ιδρυτές της σχετικιστικής θεωρίας, πρότεινε την ιδέα της αυτοδιέγερσης, παρόμοια με τη διαδικασία σε ένα δυναμό. , για να το λύσουμε. Η απαραίτητη αρχική μαγνήτιση του μανδύα της Γης θα μπορούσε να προκληθεί από το μαγνητικό πεδίο του Ήλιου που κατευθύνεται κατά μήκος του άξονα περιστροφής. Στη συνέχεια, λόγω του μηχανισμού θετικής ανάδρασης στις δίνες του υγρού, τα ρεύματα που μαγνήτιζαν τον μανδύα αυξήθηκαν σταδιακά έως ότου η τοπική θέρμανση του υγρού πυρήνα λόγω ωμικών απωλειών άρχισε να καταστρέφει τις συναγωγικές ροές και το μαγνητικό πεδίο της Γης προσέλαβε ένα σταθερό σύγχρονο επίπεδο.

Τώρα χαλάει πολύς ψηφιακός εξοπλισμός, υπολογιστές, εκτυπωτές, σαρωτές. Ο χρόνος είναι έτσι - το παλιό αντικαθίσταται από το νέο. Αλλά ο εξοπλισμός που έχει αποτύχει μπορεί ακόμα να εξυπηρετήσει, αν και όχι όλο, αλλά σίγουρα ορισμένα μέρη του.
Για παράδειγμα, βηματικοί κινητήρες διαφόρων μεγεθών και ισχύος χρησιμοποιούνται σε εκτυπωτές και σαρωτές. Το γεγονός είναι ότι μπορούν να λειτουργήσουν όχι μόνο ως κινητήρες, αλλά και ως γεννήτριες ρεύματος. Στην πραγματικότητα, αυτή είναι ήδη μια τετραφασική γεννήτρια ρεύματος. Και αν εφαρμόσετε έστω και μια μικρή ροπή στον κινητήρα, θα εμφανιστεί μια σημαντικά υψηλότερη τάση στην έξοδο, η οποία είναι αρκετά αρκετή για τη φόρτιση μπαταριών χαμηλής ισχύος.
Προτείνω να φτιάξω έναν μηχανικό φακό δυναμό από έναν βηματικό κινητήρα ενός εκτυπωτή ή σαρωτή.

Κατασκευή φακού

Το πρώτο πράγμα που πρέπει να κάνετε είναι να βρείτε έναν κατάλληλο μικρό βηματικό κινητήρα. Αν και θέλετε να κάνετε έναν φακό μεγαλύτερο και πιο ισχυρό, πάρτε έναν μεγάλο κινητήρα.

Στη συνέχεια χρειάζομαι ένα σώμα. Το πήρα έτοιμο. Μπορείτε να πάρετε πιάτα σαπουνιού ή ακόμα και να κολλήσετε τη θήκη μόνοι σας.

Κάνουμε μια τρύπα για τον βηματικό κινητήρα.

Εγκαθιστούμε και δοκιμάζουμε το stepper motor.

Από έναν παλιό φακό παίρνουμε τον μπροστινό πίνακα με ανακλαστήρες και LED. Φυσικά, μπορείτε να τα κάνετε όλα αυτά μόνοι σας.

Κόψαμε ένα αυλάκι για τον προβολέα.

Τοποθετούμε ένα φωτιστικό από έναν παλιό φακό.

Κάνουμε μια εγκοπή για το κουμπί και το τοποθετούμε στην αυλάκωση.

Στον ελεύθερο χώρο τοποθετούμε την πλακέτα στην οποία θα τοποθετηθούν τα ηλεκτρονικά εξαρτήματα.

Ηλεκτρονικά φακών

Σχέδιο

Για να λάμπουν τα LED χρειάζονται σταθερό ρεύμα. Η γεννήτρια παράγει εναλλασσόμενο ρεύμα, επομένως χρειάζεται ένας τετραφασικός ανορθωτής που θα συλλέγει ρεύμα από όλες τις περιελίξεις του κινητήρα και θα το συγκεντρώνει σε ένα κύκλωμα.

Στη συνέχεια, το ρεύμα που προκύπτει θα φορτίσει τις μπαταρίες, οι οποίες θα αποθηκεύσουν το ρεύμα που προκύπτει. Κατ 'αρχήν, μπορείτε να κάνετε χωρίς μπαταρίες - χρησιμοποιώντας έναν ισχυρό πυκνωτή, αλλά στη συνέχεια η λάμψη θα εμφανιστεί μόνο τη στιγμή που θα γυρίσει η γεννήτρια.
Αν και υπάρχει μια άλλη εναλλακτική λύση - η χρήση ενός ιονιστή, θα χρειαστεί αρκετός χρόνος για τη φόρτισή του.
Συναρμολογούμε την σανίδα σύμφωνα με το διάγραμμα.

Όλα τα μέρη του φακού είναι έτοιμα για συναρμολόγηση.

Συναρμολόγηση δυναμό φαναριού

Συνδέουμε την σανίδα με βίδες με αυτοκόλλητη τομή.

Τοποθετούμε το stepper motor και κολλάμε τα καλώδιά του στην πλακέτα.

Συνδέουμε τα καλώδια με τον διακόπτη και τον προβολέα.

Εδώ είναι το σχεδόν συναρμολογημένο φανάρι με όλα τα μέρη.

Τον προηγούμενο αιώνα, οι γεννήτριες συνεχούς ρεύματος άρχισαν να ονομάζονται dynamos - οι πρώτες βιομηχανικές γεννήτριες, οι οποίες αργότερα αντικαταστάθηκαν από γεννήτριες εναλλασσόμενου ρεύματος, κατάλληλες για μετατροπή μέσω μετασχηματιστών και εξαιρετικά βολικές για μετάδοση σε μεγάλες αποστάσεις με μικρές απώλειες.

Σήμερα, η λέξη «δυναμό» αναφέρεται συνήθως σε μικρές γεννήτριες ποδηλάτων (για προβολείς) ή γεννήτριες χειρός (για φακούς πεζοπορίας). Όσο για τις βιομηχανικές γεννήτριες, σήμερα όλες είναι γεννήτριες εναλλασσόμενου ρεύματος. Ας θυμηθούμε όμως πώς αναπτύχθηκε και βελτιώθηκε η πρώτη δυναμική.

Το πρώτο παράδειγμα γεννήτριας συνεχούς ρεύματος, ή μονοπολικού δυναμό, προτάθηκε το 1832 από τον Michael Faraday, όταν μόλις είχε ανακαλύψει το φαινόμενο της ηλεκτρομαγνητικής επαγωγής. Ήταν ο λεγόμενος "δίσκος Faraday" - η απλούστερη γεννήτρια συνεχούς ρεύματος. Ο στάτορας σε αυτό ήταν ένας πεταλοειδής μαγνήτης και ο ρότορας ήταν ένας χειροκίνητα περιστρεφόμενος χάλκινος δίσκος, ο άξονας και η άκρη του οποίου ήταν σε επαφή με τις βούρτσες συλλογής ρεύματος.

Όταν ο δίσκος περιστρεφόταν, ένα EMF προκλήθηκε σε εκείνο το τμήμα του δίσκου που διέσχιζε τη μαγνητική ροή μεταξύ των πόλων του μαγνήτη του στάτη, οδηγώντας, εάν το κύκλωμα μεταξύ των βουρτσών ήταν κλειστό στο φορτίο, στην εμφάνιση ακτινικού ρεύματος στον δίσκο. Παρόμοιες μονοπολικές γεννήτριες χρησιμοποιούνται ακόμα και σήμερα όπου απαιτούνται μεγάλα συνεχή ρεύματα χωρίς ανόρθωση.

Η γεννήτρια εναλλασσόμενου ρεύματος κατασκευάστηκε για πρώτη φορά από τον Γάλλο Hippolyte Pixie, αυτό συνέβη το ίδιο 1832. Ο στάτορας του δυναμό περιείχε ένα ζεύγος πηνίων συνδεδεμένων σε σειρά, ο ρότορας ήταν ένας μόνιμος μαγνήτης σε σχήμα πετάλου και ο σχεδιασμός περιλάμβανε επίσης έναν διακόπτη βούρτσας.

Ο μαγνήτης περιστράφηκε, διέσχισε τους πυρήνες του πηνίου με μαγνητική ροή και προκάλεσε ένα αρμονικό EMF σε αυτούς. Και ο αυτόματος διακόπτης χρησίμευε για την ανόρθωση και την παραγωγή ενός σταθερού παλμικού ρεύματος στο φορτίο.

Αργότερα, το 1842, ο Jacobi πρότεινε την τοποθέτηση μαγνητών στον στάτορα και την περιέλιξη στον ρότορα, ο οποίος θα περιστρεφόταν επίσης μέσω ενός κιβωτίου ταχυτήτων. Αυτό θα κάνει τη γεννήτρια πιο συμπαγή.

Το 1856, για να τροφοδοτήσει τους λαμπτήρες σειριακού τόξου του Frederick Holmes (αυτοί οι λαμπτήρες χρησιμοποιήθηκαν σε προβολείς φάρων), ο ίδιος ο Frederick Holmes πρότεινε ένα σχέδιο γεννήτριας παρόμοιο με τη γεννήτρια Jacobi, αλλά συμπληρωμένο με έναν φυγόκεντρο ρυθμιστή Watt για να διατηρεί την τάση της λάμπας σταθερή σε διαφορετικό φορτίο. ρεύματα, το οποίο επιτεύχθηκε με αυτόματη μετακίνηση των βουρτσών.

Εν τω μεταξύ, οι μηχανές με μόνιμους μαγνήτες είχαν ένα σημαντικό μειονέκτημα - οι μαγνήτες έχασαν τη μαγνήτισή τους με την πάροδο του χρόνου και επιδεινώθηκαν από τους κραδασμούς, με αποτέλεσμα η τάση που παράγεται από το μηχάνημα να γίνεται όλο και χαμηλότερη με την πάροδο του χρόνου. Σε αυτήν την περίπτωση, η μαγνήτιση δεν μπορούσε να ελεγχθεί για τη σταθεροποίηση της τάσης.

Η ιδέα της ηλεκτρομαγνητικής διέγερσης ήρθε ως λύση. Η ιδέα ήρθε στο μυαλό του Άγγλου εφευρέτη Henry Wilde, ο οποίος το 1864 κατοχύρωσε με δίπλωμα ευρεσιτεχνίας μια γεννήτρια με διεγέρτη μόνιμου μαγνήτη - ο μαγνήτης διέγερσης ήταν απλά τοποθετημένος στον άξονα της γεννήτριας.

Αργότερα, μια πραγματική επανάσταση στις γεννήτριες θα γίνει από τον Γερμανό μηχανικό Werner Siemens, ο οποίος θα ανακαλύψει την πραγματική δυναμοηλεκτρική αρχή και θα θέσει σε λειτουργία την παραγωγή νέων γεννητριών DC.

Η αρχή της αυτοδιέγερσης είναι η χρήση της υπολειπόμενης μαγνήτισης του πυρήνα του ρότορα για την έναρξη της διέγερσης και, στη συνέχεια, όταν η γεννήτρια διεγείρεται, χρησιμοποιήστε το ρεύμα φορτίου ως ρεύμα μαγνήτισης ή ενεργοποιήστε μια ειδική περιέλιξη διέγερσης, που τροφοδοτείται από το παραγόμενο ρεύμα παράλληλα με το φορτίο. Ως αποτέλεσμα, θετικό Ανατροφοδότησηθα οδηγήσει σε αύξηση της μαγνητικής ροής διέγερσης που δημιουργείται από το ρεύμα.

Μεταξύ των πρώτων που σημείωσαν την αρχή της αυτοδιέγερσης, ή δυναμοηλεκτρική αρχή, είναι ο Δανός μηχανικός Soren Hiort. Ανέφερε στο δίπλωμα ευρεσιτεχνίας του το 1854 τη δυνατότητα χρήσης παραμένουσας μαγνήτισης για την πραγματοποίηση του φαινομένου της ηλεκτρομαγνητικής επαγωγής για τη λήψη παραγωγής, ωστόσο, φοβούμενος ότι η παραμένουσα μαγνητική ροή δεν θα ήταν αρκετή, ο Hiort πρότεινε τη συμπλήρωση του σχεδιασμού του δυναμό με μόνιμους μαγνήτες. Αυτή η γεννήτρια δεν θα εφαρμοστεί ποτέ.

Αργότερα, το 1856, ο Anies Jedlik, μέλος της Ουγγρικής Ακαδημίας Επιστημών, θα εξέφραζε μια παρόμοια ιδέα, αλλά δεν θα κατοχύρωνε ποτέ τίποτα. Μόλις 10 χρόνια αργότερα, ο Samuel Varley, μαθητής του Faraday, έβαλε σε εφαρμογή την αρχή ενός αυτοσυναρπαστικού δυναμό. Η αίτησή του για δίπλωμα ευρεσιτεχνίας (το 1866) περιείχε μια περιγραφή μιας συσκευής πολύ παρόμοιας με μια γεννήτρια Jacobi, μόνο που οι μόνιμοι μαγνήτες είχαν ήδη αντικατασταθεί από μια περιέλιξη διέγερσης - ηλεκτρομαγνήτες διέγερσης. Πριν την έναρξη, οι πυρήνες μαγνητίστηκαν με συνεχές ρεύμα.

Στις αρχές του 1867, ο εφευρέτης Werner Siemens έκανε παρουσιάσεις στην Ακαδημία Επιστημών του Βερολίνου. Παρουσίασε στο κοινό μια γεννήτρια παρόμοια με τη γεννήτρια Varley, που ονομάζεται «δυναμό». Το αυτοκίνητο ξεκίνησε σε λειτουργία κινητήρα, έτσι ώστε οι περιελίξεις του πεδίου να μαγνητίζονται. Στη συνέχεια το αυτοκίνητο μετατράπηκε σε γεννήτρια.

Αυτή ήταν μια πραγματική επανάσταση στην κατανόηση και το σχεδιασμό των ηλεκτρικών μηχανών. Στη Γερμανία, ξεκίνησε η ευρεία παραγωγή δυναμό Siemens - αυτοδιεγερμένες γεννήτριες συνεχούς ρεύματος - τα πρώτα βιομηχανικά δυναμό.

Ο σχεδιασμός των δυναμό άλλαξε με την πάροδο του χρόνου: ο Theophilus Gramm, το ίδιο 1867, πρότεινε έναν οπλισμό δακτυλίου και το 1872, ο επικεφαλής σχεδιαστής της εταιρείας Siemens-Halske, Gefner Alteneck, πρότεινε την περιέλιξη τυμπάνου.

Έτσι θα πάρουν την τελική τους μορφή οι γεννήτριες DC. Τον 19ο αιώνα, με τη μετάβαση στο εναλλασσόμενο ρεύμα, οι υδροηλεκτρικοί σταθμοί και οι θερμοηλεκτρικοί σταθμοί άρχισαν να παράγουν εναλλασσόμενο ρεύμα χρησιμοποιώντας γεννήτριες εναλλασσόμενου ρεύματος. Αλλά αυτή είναι μια εντελώς διαφορετική ιστορία...

Δείτε επίσης για αυτό το θέμα:

Αντρέι Πόβνι