Генератор грамма: Бестопливный генератор Джона Серла своими руками (53 фото, видео)

Грамм машина — Gramme machine

Электрический генератор, вырабатывающий постоянный ток

Машина Грамма или магнето Грамма.

Машина Грамм , Граммы кольцо , Грамм магнито или Грамм динамо представляет собой электрический генератор , который производит постоянный ток , названный за его бельгийский изобретатель, Зеноб Теофила Грамм , и была построена либо как динамо или магнето . Это был первый генератор, производивший энергию в промышленных масштабах. Вдохновленный машиной, изобретенной Антонио Пачинотти в 1860 году, Грамм был разработчиком нового индуцированного ротора в виде кольца с проволочной обмоткой ( кольцо Грамма ) и продемонстрировал этот аппарат Академии наук в Париже в 1871 году. В электрических машинах века принцип намотки Грамма больше не используется, поскольку он неэффективно использует проводники. Часть обмотки внутри кольца не режет магнитный поток и не способствует преобразованию энергии в машине. Для обмотки требуется в два раза больше витков и в два раза больше коллекторных стержней по сравнению с эквивалентным барабанным якорем.

Описание

В машине Грамма использовалась кольцевая арматура с серией катушек якоря , намотанных вокруг вращающегося кольца из мягкого железа . Катушки соединены последовательно, а соединение между каждой парой подключено к коммутатору, на котором работают две щетки. Постоянные магниты намагничивают кольцо из мягкого железа, создавая магнитное поле, которое вращается через катушки по порядку при вращении якоря. Это индуцирует напряжение в двух катушках на противоположных сторонах якоря, которое снимается щетками.

Более ранние электромагнитные машины пропускали магнит около полюсов одного или двух электромагнитов или вращали катушки, намотанные на двутавровые якоря в статическом магнитном поле, создавая короткие всплески или импульсы постоянного тока, приводящие к переходному выходу с низкой средней мощностью, а не к постоянный выход высокой средней мощности.

При наличии более чем нескольких катушек на кольцевом якоре Грамма форма результирующего напряжения практически постоянна, что обеспечивает питание почти постоянного тока . Этому типу машины нужны только электромагниты, создающие магнитное поле, чтобы стать современным генератором .

Изобретение современного электродвигателя

Во время демонстрации на промышленной выставке в Вене в 1873 году Грамм случайно обнаружил, что это устройство, если оно снабжено источником постоянного напряжения , будет действовать как электродвигатель . Партнер Грамма, Ипполит Фонтейн , небрежно подключил клеммы машины Грамма к другой динамо-машине, производящей электричество, и ее вал начал вращаться. Машина Gramme была первым мощным электродвигателем, который можно было использовать не только в качестве игрушек или лабораторных диковинок. Сегодня некоторые элементы этой конструкции составляют основу практически всех электродвигателей постоянного тока. Использование Граммом нескольких контактов коммутатора с несколькими перекрывающимися катушками, а также его инновация с использованием кольцевого якоря были улучшением более ранних динамо-машин и помогли начать разработку крупномасштабных электрических устройств.

Прежние конструкции электродвигателей были заведомо неэффективными, потому что у них были большие или очень большие воздушные зазоры на протяжении большей части вращения их роторов. Длинные воздушные зазоры создают слабые силы, что приводит к низкому крутящему моменту. Устройство, называемое двигателем Сент-Луиса (все еще доступное в научных магазинах), хотя и не предназначено для этого, ясно демонстрирует эту большую неэффективность и серьезно вводит студентов в заблуждение относительно того, как работают настоящие двигатели. Эти ранние неэффективные конструкции, по-видимому, были основаны на наблюдении за тем, как магниты притягивают ферромагнитные материалы (такие как железо и сталь) с некоторого расстояния. В XIX веке инженерам-электрикам потребовалось несколько десятилетий, чтобы понять важность малых воздушных зазоров. Однако кольцо Gramme имеет сравнительно небольшой воздушный зазор, что повышает его эффективность. (На верхнем рисунке большая часть, похожая на обруч, представляет собой многослойный постоянный магнит; кольцо Грамма довольно трудно увидеть в основании обруча. )

Принцип действия

Однополюсное кольцо Gramme с одной спиралью.

На этой иллюстрации показано упрощенное однополюсное кольцо Грамма с одной катушкой и график тока, возникающего при вращении кольца на один оборот. Хотя ни одно настоящее устройство не использует эту точную конструкцию, эта диаграмма является строительным блоком для лучшего понимания следующих иллюстраций.

Однополюсное кольцо Gramme с двумя витками.

Однополюсное кольцо Gramme с двумя катушками. Вторая катушка на противоположной стороне кольца подключена параллельно первой. Поскольку нижняя катушка ориентирована противоположно верхней катушке, но обе погружены в одно и то же магнитное поле, ток образует кольцо на клеммах щетки.

Двухполюсное кольцо Gramme с четырьмя катушками.

Двухполюсное кольцо Gramme с четырьмя катушками. Катушки A и A ‘суммируются, как и катушки B и B’, создавая два импульса мощности, сдвинутых по фазе на 90 ° друг с другом. Когда катушки A и A ‘имеют максимальную мощность, катушки B и B’ имеют нулевую мощность.

Трехполюсное кольцо Gramme с шестью спиралями.

Трехполюсное кольцо Грамма с шестью катушками и график объединенных трех полюсов, каждый из которых сдвинут по фазе на 120 ° и суммируется.

Барабанные обмотки

Схема магнитных линий через кольцо Грамма, показывающая очень небольшое количество магнитных силовых линий, пересекающих центральный зазор.

Кольцо Грамма позволяло обеспечить более стабильную выходную мощность, но оно страдало от неэффективности технической конструкции из-за того, как магнитные силовые линии проходят через кольцевой якорь. Силовые линии имеют тенденцию концентрироваться внутри и следовать за металлической поверхностью кольца на другую сторону, при этом относительно небольшое количество силовых линий проникает внутрь кольца.

Ранняя форма кольцевого якоря Gramme с катушками, пронизывающими внутреннюю часть кольца.

Следовательно, внутренние обмотки каждой маленькой катушки минимально эффективны для выработки энергии, потому что они разрезают очень мало силовых линий по сравнению с обмотками на внешней стороне кольца. Внутренние обмотки фактически представляют собой мертвый провод и только добавляют сопротивление цепи, снижая эффективность.

Первоначальные попытки вставить катушку постоянного поля в центр кольца, чтобы помочь линиям проникнуть в центр, оказались слишком сложными для инженерии. Кроме того, если линии действительно проникают внутрь кольца, любая создаваемая ЭДС будет противодействовать ЭДС снаружи кольца, потому что провод внутри был ориентирован в направлении, противоположном направлению на внешней стороне, повернувшись на 180 градусов, когда он был ранен.

Пример одинарной намотки вокруг сердечника барабана снаружи без проникновения проволоки внутрь.

В конце концов, было обнаружено, что более эффективно обернуть одну петлю проволоки через внешнюю часть кольца и просто не допускать, чтобы какая-либо часть петли проходила через внутреннюю часть. Это также снижает сложность конструкции, поскольку одна большая обмотка, охватывающая ширину кольца, способна заменить две меньшие обмотки на противоположных сторонах кольца. Во всех современных якорях используется эта конструкция с внешней оболочкой (барабанная), хотя обмотки не проходят полностью по диаметру; в геометрическом смысле они больше похожи на хорды круга. Соседние обмотки перекрываются, что можно увидеть практически в любом современном роторе двигателя или генератора, который имеет коммутатор. Кроме того, обмотки вставляются в пазы округлой формы (если смотреть с торца ротора). На поверхности ротора щели имеют ровную ширину, необходимую для прохождения через них изолированного провода при намотке катушек.

Современный дизайн кольца Gramme, охватывающий только внешнюю часть сердечника.

В то время как полое кольцо теперь можно было заменить твердым цилиндрическим сердечником или барабаном , кольцо все же оказалось более эффективной конструкцией, поскольку в твердом сердечнике силовые линии концентрируются в тонкой области поверхности и минимально проникают в центр. Для очень большого энергетического якоря диаметром несколько футов, использование якоря с полым кольцом требует гораздо меньше металла и легче, чем якорь со сплошным сердечником. Полый центр кольца также обеспечивает путь для вентиляции и охлаждения в приложениях с высокой мощностью.

В небольших арматурах часто используется цельный барабан просто для простоты конструкции, поскольку сердечник можно легко сформировать из набора штампованных металлических дисков, закрепленных шпонками для фиксации в пазу на валу.

Смотрите также

Ссылки

внешние ссылки

Электрогенераторы Грамма — Студопедия

Следующий шаг в совершенствовании динамо-машины был сделан в том направлении, что совершенно устранили одну из арматур и воспользовались другой не только для возбуждения электромагнитов, но и для получения тока во внешней цепи. Для этого нужно было только провести ток из арматуры в обмотку электромагнита, рассчитав все так, чтобы последний мог достичь полной своей силы и направить тот же ток во внешнюю цепь. Но при таком упрощении конструкции якорь Сименса оказывался непригодным, так как при быстрой перемене полярностей, в якоре возбуждались сильные паразитические токи, железо сердечников быстро разогревалось, и это могло при больших токах привести к порче всей машины. Необходима была другая форма якоря, более соответствовавшая новому режиму работы.

Удачное решение проблемы было вскоре найдено бельгийским изобретателем Зиновием Теофилем Граммом. Он жил во Франции и служил в кампании «Альянс» столярным мастером. Здесь он познакомился с электричеством. Размышляя над усовершенствованием электрогенератора, Грамм в конце концов пришел к мысли заменить якорь Сименса другим, имеющим кольцевую форму. Важное отличие кольцевого якоря состоит в том, что он не перемагничивается и имеет постоянные полюса. (Грамм пришел к своему открытию самостоятельно, но надо сказать, что еще в 1860 г. итальянский изобретатель Пачинотти во Флоренции построил электрический двигатель с кольцеобразным якорем; впрочем, это открытие вскоре было забыто.) Итак, исходная точка поисков Грамма заключалась в том, чтобы заставить вращаться внутри проволочной катушки железное кольцо, на котором наведены магнитные полюсы и таким образом получить равномерный ток постоянного направления.

В таком виде воплотилась первоначальная модель электрогенератора. Однако она оказалась неработоспособной. Как писал Грамм в воспоминаниях о своем изобретении, тут явилась новая сложность: кольцо, на которое был намотан проводник, сильно разогревалось вследствие того, что здесь тоже при быстром вращении генератора индуцировались токи. В результате перегрева изоляция то и дело выходила из строя. Ломая голову над тем, как избежать этой неприятности, Грамм понял, что железный сердечник якоря нельзя делать сплошным, так как в этом случае вредные токи оказываются слишком большими. Но разбив сердечник на части так, чтобы образовались разрывы на пути возникающих токов, можно было сильно уменьшить их вредное действие. Этого можно было добиться, изготовив сердечник не из цельного куска, а из проволоки, налагая ее в виде кольца и тщательно изолируя один слой от другого. На это проволочное кольцо затем навивалась обмотка.

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.

Как уже говорилось, 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 (а соответственно и щеток) 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, откуда ток подводился к электромагнитам при помощи скользящих контактов.

Список литературы

1. Рейд С., Фара П., Эверетт Ф. История открытий (энциклопедия). Перевод с англ. Голова А.М. — М.: Росмэн, 1997.

2. Ю.В. Селезнев — Методы и устройства магнитных и электрических измерений

3. Ю.Н. Маслов Магнитные измерения и приборы

Машина грамма • ru.knowledgr.com

Машина Грэймма, кольцо Грэймма, магнето Грэймма или динамо Грэймма — электрический генератор, который производит постоянный ток, названный по имени его бельгийского изобретателя, Зеноуба Грэймма, и был построен или как динамо или как магнето. Это был первый генератор, который произведет власть в коммерческом масштабе для промышленности. Вдохновленный машиной, изобретенной Антонио Пачинотти в 1860, Грэймм был разработчиком нового вызванного ротора в форме обернутого в провод кольца (Кольцо Грэймма) и продемонстрировал этот аппарат Академии наук в Париже в 1871. Хотя популярный в 19-м веке электрические машины, Грэймм вьющийся принцип больше не используется, так как он делает неэффективное использование проводников. Часть проветривания на интерьере кольца не сокращает потока и не способствует энергетическому преобразованию в машине. Проветривание требует дважды числа поворотов и дважды числа баров коммутатора как эквивалентная арматура раны барабана.

Описание

Машина Грамма использовала кольцевую арматуру, с серией катушек арматуры, раны вокруг автоматически возобновляемого кольца мягкого железа. Катушки связаны последовательно, и соединение между каждой парой связано с коммутатором, на котором бегут две щетки. Постоянные магниты намагничивают мягкое железное кольцо, производя магнитное поле, которое вращается вокруг через катушки в заказе, поскольку арматура поворачивается. Это вызывает напряжение в двух из катушек на противоположных сторонах арматуры, которая собрана щетками.

Ранее электромагнитные машины передали магнит около полюсов одного или двух электромагнитов или вращали рану катушек на арматурах копии в пределах статического магнитного поля, создавая краткие шипы или пульс DC, приводящего к переходной продукции низкой средней власти, а не постоянной продукции высокой средней власти.

С больше, чем несколькими катушками на кольцевой арматуре Грамма получающаяся форма волны напряжения практически постоянная, таким образом производя близкую поставку постоянного тока. Этому типу машины нужны только электромагниты, производящие магнитное поле, чтобы стать современным генератором.

Изобретение современного электродвигателя

Во время демонстрации на промышленной выставке в Вене в 1873, Грамм случайно обнаружил, что это устройство, если поставляется электроснабжением постоянного напряжения, будет действовать как электродвигатель. Партнер грамма, Ипполит Фонтэн, небрежно соединил терминалы машины Грамма к другому динамо, которое производило электричество, и его шахта начала вращаться. Машина Грамма была первым мощным электродвигателем, полезным как больше, чем игрушечное или лабораторное любопытство. Сегодня дизайн формирует основание почти всех электродвигателей DC. Использование грамма многократных контактов коммутатора с многократными перекрытыми катушками и его инновации использования кольцевой арматуры, были улучшением на более ранних динамо и помогли возвестить разработку крупномасштабных электрических устройств.

Более ранние проекты электродвигателей были общеизвестно неэффективны, потому что у них были большие, или очень большие, воздушные зазоры в течение большой части вращения их роторов. Долгие воздушные зазоры создают слабые силы, приводящие к низкому вращающему моменту. Устройство назвало двигатель Сент-Луиса (все еще доступный от научных фирм-поставщиков), хотя не предназначенный к, ясно демонстрирует эту большую неэффективность, и серьезно вводит в заблуждение студентов относительно того, как работают реальные двигатели. Эти ранние неэффективные проекты очевидно были основаны на наблюдении, как магниты привлекли ферромагнитные материалы (такие как железо и сталь) от некоторого расстояния далеко. Потребовалось много десятилетий в 19-м веке для инженеров-электриков, чтобы изучить важность небольших воздушных зазоров. У кольца Грамма, однако, есть сравнительно небольшой воздушный зазор, который увеличивает его эффективность. (На иллюстрации большая подобная обручу часть — вероятно, постоянный магнит; кольцо Грамма довольно трудно видеть.)

Принцип операции

Эта иллюстрация показывает упрощенный один полюс, кольцо Грамма с одной катушкой и граф тока, произведенного, поскольку кольцо прядет одну революцию. В то время как никакое фактическое устройство не использует этот точный дизайн, эта диаграмма — стандартный блок, чтобы лучше понять следующие иллюстрации.

Один полюс, кольцо Грамма с двумя катушками. Вторая катушка на противоположной стороне кольца телеграфирована параллельно с первым. Поскольку нижняя катушка ориентирована на противоположность главной катушки, но оба погружены в то же самое магнитное поле, ток формирует кольцо через терминалы щетки.

Кольцо Грамма с четырьмя катушками, с двумя полюсами. Катушки A и’ суммы вместе, также, как и катушки B и B’, производя два пульса власти 90 °, несовпадающие по фазе друг с другом. То, когда катушки A и’ в максимальной продукции, наматывает B, и B’ в нулевой продукции.

Кольцо Грамма с шестью катушками, с тремя полюсами и граф объединенных трех полюсов, каждый 120 °, несовпадающие по фазе от другой и суммирующий вместе.

Барабан windings

В то время как кольцо Грамма разрешило более устойчивую выходную мощность, оно пострадало от технической неэффективности дизайна из-за того, как магнитные линии силы проходят через кольцевую арматуру. Полевые линии имеют тенденцию концентрироваться в пределах и следовать за поверхностным металлом кольца другой стороне с относительно немногими линиями силы, проникающей в интерьер кольца.

Следовательно интерьер windings каждой маленькой катушки минимально эффективный при производстве власти, потому что они сокращают очень немного линий силы по сравнению с windings на внешности кольца. Интерьер windings является эффективно отключенным проводом и только добавляет сопротивление схеме, понижая эффективность.

Начальная буква пытается вставить постоянную полевую катушку в пределах центра кольца, чтобы помочь линиям проникнуть в центр, доказанный слишком сложный инженеру. Далее, если бы линии действительно проникали через интерьер кольца, любой произведенный e.m.f. выступил бы против e.m.f. от за пределами кольца, потому что провод на внутренней части ориентировался в противоположном направлении на это на внешней стороне, поворачивавшейся через 180 градусов, поскольку это была рана.

В конечном счете это, как находили, было более эффективно обернуть единственную петлю провода через внешность кольца и просто не иметь любую часть петли, проходят через интерьер. Это также уменьшает строительную сложность, так как одно большое проветривание, охватывающее ширину кольца, в состоянии занять место двух меньших windings на противоположных сторонах кольца. Все современные арматуры используют этот внешне обернутый (барабан) дизайн, хотя windings не простираются полностью через диаметр; они более сродни аккордам круга в геометрических терминах. Граничение windings наложение, как видно в почти любом современном роторе двигателя или генератора, у которого есть коммутатор. Кроме того, windings помещены в места с округленной формой (как замечено по концу ротора). В поверхности ротора места только как широкие по мере необходимости, чтобы разрешить изолированному проводу проходить через них, проветривая катушки.

В то время как полое кольцо могло теперь быть заменено твердым цилиндрическим ядром или барабаном, кольцо все еще, оказывается, более эффективный дизайн, потому что в теле удаляют сердцевину полевого концентрата линий в тонком поверхностном регионе и минимально проникают через центр. Для очень большой арматуры производства электроэнергии несколько футов в диаметре, используя полую кольцевую арматуру требуют намного меньшего количества металла и легче, чем твердая основная арматура барабана. Полый центр кольца также обеспечивает путь для вентиляции и охлаждающийся в мощных заявлениях.

В маленьких арматурах твердый барабан часто используется просто для простоты строительства, так как ядро может быть легко сформировано из стека отпечатанных металлических дисков, запертых на ключ, чтобы захватить в место на шахте.

См. также

• Электрический генератор

• Электродвигатель

• Генератор переменного тока

• Ротационный конвертер

• Возбуждение (магнитный)

• Полевая катушка

Внешние ссылки

• Музей электричества: ранние двигатели

8.1. Первые электрические машины — Энергетика: история, настоящее и будущее

8.1. Первые электрические машины

К концу первой половины XIX века были доказаны взаимосвязь между различными явлениями природы и взаимопревращение различных форм движения материи: установлена связь тепловой и механической, электрической и тепловой, электрической и химической, электрической и магнитной форм энергии.

Начало практическому использованию электричества положили те области применения, которые не требовали значительных затрат электроэнергии, – телеграфия, телефония, военное дело (воспламенение пороховых зарядов, электрическое взрывание мин), дистанционное управление и др. В процессе создания различных устройств при этом использовании электричества важно было решить ряд практических и теоретических проблем: совершенствовать источники тока, создавать разнообразные приборы и приспособления, в том числе автоматические, изготовлять изолированные проводники, исследовать свойства различных материалов, разрабатывать методы измерений, устанавливать единицы измерения величин. Все это привело к разработке схем и методов, получивших применение в современной телемеханике и телеуправлении.

Практически расширение области применения электричества тормозило отсутствие хорошего, экономичного источника электрического тока. Примерно до 1870 г. наиболее распространенными источниками электрического тока были электрохимические (гальванические) элементы и аккумуляторы (в 1854 г. немецкий врач В.И. Зинстеден открыл способ аккумулирования, а в 1859 г. француз Г. Планте построил свинцовый аккумулятор). Проблема экономичного источника электрической энергии была решена только созданием совершенной конструкции электромашинного генератора, в развитии которого можно отметить три основных этапа. Первый этап (1831–1851) характеризуется созданием магнитоэлектрических машин.

Как отмечалось ранее, опыты Эрстеда по отклонению магнитной стрелки током стали той искрой прометеева огня, которую исследователи и изобретатели превратили в громадное пламя…

Открытие Фарадеем в 1831 году явления электромагнитной индукции указало новый способ получения электрического тока. Уже вскоре после этого открытия ученые и изобретатели стали стремиться к тому, чтобы применить данное явление к получению электричества при помощи энергии движения.

Магнитоэлектрическая машина основана на том, что электрический ток может быть вызван без всякой батареи одним передвижением магнита относительно замкнутых проводников.

Первый изобретатель электрического генератора, основанного на явлении электромагнитной индукции, пожелал остаться неизвестным. Произошло это так. Вскоре после опубликования доклада Фарадея в Королевском обществе, в котором было изложено открытие явления электромагнитной индукции, ученый нашел в своем почтовом ящике письмо, подписанное латинскими буквами Р. М., и приложенный к нему чертёж. Оно содержало описание первого в мире синхронного генератора с возбуждением от постоянных магнитов. Внимательно разобравшись в этом проекте, Фарадей направил письмо и чертёж в тот же журнал, в котором был напечатан его доклад. Он надеялся, что неизвестный автор, следя за журналом, увидит опубликованным свой проект и сопровождавшее его письмо Фарадея, исключительно высоко оценивающее это изобретение. Действительно, спустя почти полгода Р.М. прислал в редакцию журнала дополнительные разъяснения и описание предложенной им конструкции электрогенератора, но и на этот раз пожелал остаться неизвестным. Имя истинного создателя первого электромагнитного генератора так и осталось скрытым под инициалами Р.М. Человечество до сих пор, несмотря на тщательные розыски историков электротехники, не знает, кому же оно обязано одним из важнейших изобретений.

Машина Р.М. была первым генератором переменного тока и не имела устройства для выпрямления тока. С помощью этого генератора удалось разложить воду (поскольку ток был переменным, то при электролизе получилась смесь водорода и кислорода – гремучий газ). Необходимо было создать машину, в которой можно было бы получать ток, постоянный по величине и направлению.

Почти одновременно с неизвестным автором конструированием генераторов занимались в Париже братья Пиксии и профессор физики Лондонского университета, член Королевского общества В. Риччи. Созданные ими машины имели специальное устройство для выпрямления переменного тока в постоянный – так называемый коллектор. Первая магнитоэлектрическая машина братьев Пиксии (рис. 8.1) была построена в 1832 году. Она явилась предшественницей всех динамо-машин в широком смысле слова, т.е. всех машин, служащих для превращения энергии движения в электрическую энергию. Ее следует считать родоначальницей целого поколения разнообразных машин, предназначенных для получения электрического тока. Мимо неподвижных катушек Е и Е ‘, снабженных сердечниками, движутся посредством кривошипа и зубчатой передачи лежащие против них полюсы подковообразного магнита А, В, вследствие чего в катушках вызываются токи переменного направления. В генераторе братьев Пиксии нужно было вращать тяжелые постоянные магниты, что затрудняло пользование им. Со временем поняли, что целесообразнее сделать неподвижными постоянные магниты, а вращать более легкие катушки между полюсами магнитов. Магнитоэлектрические генераторы такого типа оказались значительно удобнее и именно в такой конструктивной форме впервые вошли в практику.

Стремясь повысить мощность электрических машин, изобретатели увеличивали число магнитов и катушек. Сильный толчок к построению более мощных магнитоэлектрических генераторов дали дуговые лампы с регуляторами, получившие применение на маяках в связи с развитием морского транспорта. В 1854 году в Париже была открыта первая фабрика «Compagnie L’Alliance» по изготовлению крупных магнитоэлектрических машин (рис. 8.2). В генераторе

«Альянс» на чугунной станине были укреплены в несколько рядов подковообразные постоянные магниты, расположенные по окружности и радиально по отношению к валу. Различные варианты таких генераторов имели разное число рядов магнитов (3,5,7). В промежутках между рядами магнитов устанавливались на валу кольца с большим числом катушек-якорей. На валу был укреплен коллектор с изолированными друг от друга и от вала машины металлическими пластинами. Коллекторными щетками служили специальные ролики. В машине было предусмотрено устройство для смещения роликов в зависимости от нагрузки.

Рис. 8.1. Первая магнитоэлектрическая машина братьев Пиксии

Рис. 8.2. Генератор «Альянс»

В генераторе «Альянс» можно было изменять соединение обмоток катушек, в результате чего менялась э.д.с. в цепи. Поэтому генератор мог давать или большой ток низкого напряжения и служить, например, для целей гальванопластики и электролиза, или ток меньшей силы, но более высокого напряжения (40–250 В) для питания дуговых ламп.

постоянных магнитов электромагнитами, возбуждаемыми током от магнитоэлектрической машины, высказал в 1851 году В. Зинстеден. Так начался второй этап развития электрогенераторов, занявший сравнительно небольшой отрезок времени.

Рис. 8.3. Магнитоэлектрическая машина Сименса

Рис. 8.4. Первая динамо-машина постоянного тока Сименса

В 1856 г. важнейшее усовершенствование в конструкцию магнитоэлектрической машины, а именно в конструкцию движущихся магнитных катушек и их железных сердечников, внес Вернер Сименс. Такие катушки с железом внутри называются якорем. Сименс придал якорю более удобную форму в виде «двойного Т». Якорь вращается между полюсами плотно обхватывающих его магнитов, причем количество магнитов может быть легко увеличено при соответствующем увеличении длины якоря. Якорь Сименса позволил в дальнейшем усовершенствовать конструкцию магнитоэлектрической машины (рис. 8.3). В конце того же года Сименс обратил внимание на то, что железо сердечника электромагнита сохраняет следы магнетизма и после выключения тока. Этот остаточный магнетизм оказался достаточным для начала процесса самовозбуждения. Отпала необходимость в отдельном генераторе для питания обмотки электромагнита. Таким образом, Вернер Сименс установил принцип создания и построил первую динамоэлектрическую машину постоянного тока (рис. 8.4) для взрывания мин, которую и продемонстрировал в конце 1866 г. перед несколькими выдающимися физиками. 17 января 1867 г. Сименс выступил в Берлинской академии наук с докладом «О превращении рабочей силы в электрический ток без применения постоянных магнитов». Этот доклад заканчивался словами: «…современной технике даны средства дешевым и удобным способом вызывать электрические токи неограниченной силы повсюду, где имеется рабочая сила. Этот факт будет иметь большое значение во многих ее отраслях».

Большим шагом вперед в развитии электрических генераторов было открытие принципа самовозбуждения, который получил широкую известность после 1867 года. Именно после 1867 года, когда почти одновременно в разных странах были построены генераторы с самовозбуждением, начался третий этап в развитии электрического генератора.

Бельгиец Теофил Грамм в 1869 г. создал генератор, получивший широкое применение в промышленности. В своей динамо-машине Грамм использовал принцип самовозбуждения, а также усовершенствовал якорь Сименса, придав ему форму кольца. Он обвил железное кольцо непрерывной проволокой, концы которой соединил вместе, и таким образом получил спираль. Обороты спирали в каждой половине кольца соединены последовательно, но обе половины обмотки кольца соединены противоположно друг другу. Токи с обеих сторон направляются к верхней точке кольца, образуя положительный полюс. Подобным же образом в нижней точке, откуда берут свое направление токи, будет находиться отрицательный полюс. Кольцевая машина Грамма (рис. 8.5) явилась первой практической динамо-машиной с барабанным якорем. Такая весьма сложная конструкция якоря с незначительными усовершенствованиями используется и в настоящее время. Барабанный якорь позволяет достичь кругового пути прохождения максимального количества линий сил, возбуждающих ток в обмотке электромагнитов. Грамм дал несколько конструкций своей машины. В одной из первых его машин кольцевой якорь был укреплен на горизонтальном валу. Он вращался между охватывавшими его полюсными наконечниками двух электромагнитов. Якорь приводился во вращение через приводный шкив. Обмотка электромагнита была включена последовательно с обмоткой. Генератор Грамма давал постоянный ток, который отводился с помощью металлических щеток, скользивших по поверхности коллектора.

Вернер Сименс (1816–1892) – немецкий электротехник и предприниматель, член Берлинской академии наук, основатель и главный владелец электротехнических концернов «Сименс и Гальске», «Сименс и Шуккерт» и др. В 1834 году Вернер Сименс с отличием окончил Любекскую гимназию и, успешно выдержав экзамены, поступил в Артиллерийское инженерное училище в Мальденбурге. Счастливым чувствовал себя молодой В. Сименс, когда его командировали на три года в Берлин для получения технического образования в Объединенной инженерноартиллерийской школе. Это полностью отвечало его склонностям к учебе. Здесь под руководством опытных учителей, преподававших также в Берлинском университете, он начал изучать математику, физику, химию и, конечно, баллистику – основу артиллерии. Это дало ему возможность удовлетворить жажду знаний и проявить изобретательский талант, получив фундаментальное образование в военном учебном заведении. В 1841 году Вернер Сименс получил патент на способ гальванического серебрения и золочения. Это было первое изобретение Сименса в области электротехники. Он занимался изобретательством и научными опытами по применению взрывчатой хлопчатой бумаги. Уже в 1845 году Вернер становится одним из наиболее заметных молодых ученых в недавно образованном Физическом обществе. В это время он делает ряд изобретений по телеграфной части, а также изобретает стрелочный телеграф, поскольку оптический телеграф в то время воспринимался как не соответствующий уровню технического развития. В 1846 году Сименс вошел в состав комиссии Политехнического общества Берлина по введению электрических телеграфов в Пруссии. В это время он изобрел специальную машину для покрывания медной проволоки гуттаперчей; машина эта вошла во всеобщее употребление при производстве изолированных проводников для подземных и подводных телеграфных кабелей.17 января 1867 г. в Берлинской академии наук Вернер Сименс изложил теорию, являющуюся исходным моментом всей современной электротехники, и представил совершенную конструкцию генератора постоянного тока с самовозбуждением. Он же предложил ртутную единицу сопротивления, впоследствии преобразованную в Ом, а единице электрической проводимости было присвоено наименование сименс.Сименс много сделал для развития немецкой и европейской электротехники. Он был инициатором образования Берлинского электротехнического союза (1879), основателем и председателем Общества патентов в Берлине, меценатом в области науки и культуры. На своих предприятиях он проводил обдуманную социальную политику. Удивительные слова принадлежат ему: «Мои капиталы будут жечь мне руки подобно раскаленному железу, если я не поделюсь с теми, кто помог мне получить этот доход, причитающейся им долей». Сименс был новатором во всем, чего касался его гений. В конце жизни Сименс написал: «Я считаю свою жизнь удавшейся, так как она была заполнена усилиями, которые почти всегда были успешными, и работой, приносящей пользу людям».

Рис. 8.5. Кольцевая машина Грамма

Машина Грамма в сравнении с магнитоэлектрической машиной такого же веса развивала в шесть раз большую мощность. Этот генератор быстро вытеснил генераторы других типов и получил очень широкое распространение. В начале 70-х годов XIX века был уже хорошо известен принцип обратимости и машина Грамма использовалась как в режиме генератора, так и в режиме двигателя.

В течение 70–80-х годов XIX века машина постоянного тока приобрела все основные черты современной машины. Дальнейшие усовершенствования не затрагивали основных принципов и конструктивных узлов машины, а были направлены на повышение качества, улучшение использования активных материалов и усовершенствование изоляции, повышение качества щеток и пр.

Очень важное усовершенствование заключалось в значительном снижении скорости вращения якоря. Высокая скорость вращения была необходима для получения достаточной электродвижущей силы. Но такой же результат может быть получен и путем увеличения диаметра кольца. При этом электромагнит был помещен внутрь кольца. Такая многополюсная динамо-машина была установлена на центральной электрической станции и питала до 2000 осветительных электроламп накаливания постоянного тока.

В процессе эволюции конструкции динамомашины было подмечено, что для некоторых целей, а главным образом для питания дуговых осветительных ламп, можно пользоваться невыпрямленным током переменного направления. При этом конструкция машины значительно упрощается, так как коллектор становится лишним и заменяется двумя кольцами.

Первой побудительной причиной развития динамо-машин переменного тока (так называемых «альтернаторов») послужило изобретение Яблочковым его «электрической свечи».

На рис. 8.6 представлен альтернатор Ганца, конструкция которого состоит из насаженного на вал лучеобразного индуктора Е, против каждого из десяти лучей (полюсов) которого расположено 10 катушек якоря, закрепленных на внутренней поверхности кольцеобразной железной рамы. При вращении индуктора в обмотках катушек возникают токи, постоянно меняющие направления. Обмотки же этих катушек соединены так, что при каждом положении индуктора в них одновременно возникают токи одного направления.

Рис. 8.6. Альтернатор Ганца

Вскоре берлинская фирма Сименса предложила свою конструкцию динамо-машины переменного тока (рис.8.7), конструкция которой интересна тем, что в индукторах не имеется железных сердечников, а для возбуждения используется дополнительная маленькая машина постоянного тока. Такая динамо-машина позволяла получать переменный ток значительно более высоких напряжений для питания нескольких независимых электрических цепей со многими последовательно включенными дуговыми лампами.

Второй побудительной причиной широкого распространения динамо-машин переменного тока явилась легкость трансформации переменного тока. Эта замечательная способность преобразования (трансформации) переменного тока была впервые использована Голардом в 1883 г. и усовершенствована Ганцем.

Рис. 8.7. Динамо-машина переменного тока Сименса

Первые динамо-машины были предназначены в основном для питания различных осветительных устройств. Однако широкое промышленное применение системы электрического освещения получили с совершенствованием конструкции и технологии строительства мощных центральных городских электрических станций и систем распределения электрической энергии.

Для приведения в действие динамо-машин в первое время применялись три вида двигателей: паровые, газовые и гидравлические.

Паровые двигатели состояли из парового котла, паропроводной трубы и собственно паровой машины. Из-за специфических условий сооружения генераторных станций (ограниченное помещение и относительная близость жилых зданий) преимущественное распространение получили водотрубные котлы, в которых испаряющаяся вода помещается во многих узких сообщающихся между собой трубках, охватываемых пламенем. Паровые двигатели, используемые в качестве привода динамо-машин, должны были отвечать определенным требованиям. В частности, динамо-машина требует от парового двигателя очень равномерного хода

не только относительно числа оборотов в минуту, но и в отношении скорости вращения в течение отдельных оборотов. Если эта равномерность не достигается, то напряжение на выходе динамо-машины колеблется в значительном диапазоне, к чему очень чувствительны осветительные лампы накаливания: они мигают, например, когда по шкиву проходит слишком толстый шов на ремне или когда ремень слишком слабо натянут (рис. 8.8). Подобные случайности заставили машиностроителей и электротехников полностью отказаться от ненадежных ремней. Однако сделать это было нелегко еще и потому, что у паровых машин и динамо-машин была различная угловая скорость вращения валов – соответственно 200 и 1000 оборотов в минуту. Чтобы уравнять угловую скорость шкивы машин приходилось делать различного диаметра, что обуславливало необходимость соединения их ремнем. Первые быстроходные паровые машины, соединенные с динамо-машиной без помощи ремня, были построены на заводах Вестингауза. Сущность устройства заключается в применении паровых цилиндров с кривошипно-шатунным механизмом, приводимым в движение паром. При этом весь механизм заключен в оболочку, так что из движущихся частей наружу выдаются лишь оба конца вала (рис. 8.9).

Рис. 8.8. Паровой двигатель и динамо-машина, соединенные ремнем

Рис. 8.9. Быстроходная паро-динамическая машина Вестингауза

Рис. 8.10. Газомотор Кертинга

Кроме паровых машин, для вращения динамо-машин в тех местах, где имелся газопровод, применялись газомоторы. Преимущество газомоторов заключалось в том, что они требуют сравнительно мало места и могут быть приведены в действие за нескольких минут. Самое широкое распространение получили газомоторы Отто, которых к концу 1894 г. для получения электрического освещения было установлено около 3000. Газомоторный завод в Дейтце (Германия) занимался специально разработкой газового двигателя для целей электрического освещения. Такой двигатель обеспечивал достаточно равномерное вращение и, соответственно, совершенно ровный свет. На заводах в Кергтиндорфе близ Ганновера известная в то время фирма братьев Кертинг организовала массовое производство газомоторов для целей электрического освещения (рис. 8.10).

Наиболее экономичными с точки зрения стоимости производства электроэнергии являются гидравлические двигатели, использующие энергию падающей воды. В качестве водяных двигателей применялись гидротурбины как с вертикальной, так и с горизонтальной осью. Динамо-машина с приводом от гидротурбины (рис. 8.11) была построена фирмой «Эсслинген» для завода Терни в Италии. Вода подавалась на лопатки гидротурбин с высоты 280 м при давлении в 18 атмосфер. Благодаря возможности пользования несколькими турбинами в работу вводилось столько динамо-машин, сколько было необходимо в данный момент времени.

Рис. 8.11. Динамо-машина с приводом от гидротурбины

Промышленные генераторы с самовозбуждением Грамма

Министерство 
образования и науки Российской
федерации

Рязанский
Государственный Радиотехнический
университет

Кафедра
Промышленной электроники

Доклад 
по курсу истории электроники

на 
тему

«Промышленные генераторы
с самовозбуждением Грамма».

Содержание.

1. Изобретение самовозбуждающегося генератора с кольцевым якорем
2. История Грамма
3. Самовозбуждение электромашинных генераторов
4. Условия самовозбуждения
5. Другие устройства подобного типа
6. Значение устройства.

Новый период в истории электротехники
начался после изобретения электрического
генератора с самовозбуждением (машина
Грамма) и нового электрического источника
света (электрическая свеча Яблочкова).
Именно эти изобретения оказались наиболее
важными для нового этапа развития применений
электричества; самовозбуждающийся электрический
генератор с кольцевым якорем явился экономичным
источником электроэнергии, который способствовал
быстрому и широкому распространению
нового источника света — электрической
свечи. Электрическая свеча была первым
приемником электрической энергии, применение
которого на практике быстро получило
массовый характер.

Электрические машины, электрические 
источники света, а также предметы
оборудования электроустановок явились
основными изделиями первых более или
менее крупных электротехнических предприятий.
Рост электротехнической промышленности
и возникновение электротехнических трестов
и концернов отражали типичные тенденции
в развитии капитализма конца XIX—начала
XX вв.

Зеноб Теофил Грамм (4 апреля 1826 — 20
января 1901) — знаменитый изобретатель
названных его именем магнито и динамоэлектрических
машин, по происхождению бельгиец,
состоял модельщиком на заводах французского
общества «Alliance», изыскивавшего лучшие
способы устройства магнитоэлектрических
машин для разложения воды.

В 1870 г. Грамм получил патент на
генератор нового типа, в котором 
физический принцип самовозбуждения
сочетался с весьма удачными конструктивными
решениями (кольцевой якорь, коллектор).
Как уже отмечалось, кольцевой якорь был
изобретен Пачинотти в I860 г., но Грамм усовершенствовал
этот якорь конструктивно, изготовляя
тело якоря из пучка стальных проволок,
благодаря чему заметно снижались потери
на вихревые токи; кроме того, Грамм предусмотрел
возможность построения многополюсных
машин. Вместе с тем Грамм сделал шаг назад
по сравнению с работами Пачинотти, изготовив
свой якорь без зубцов, что вело, с одной
стороны, к усложнению крепления обмотки,
а с другой стороны, к увеличению магнитного
рассеяния и 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 явилось громадным
шагом вперед. Одним из важнейших преимуществ
кольцевого якоря являлось то, что он давал
постоянный ток, практически неизменный
по 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 Грамма использовать
постоянный ток, получаемый от машины
с кольцевым якорем, для возбуждения той
же машины была чрезвычайно плодотворной.
Генератор Грамма оказался весьма экономичным
источником электрической энергии, позволявшим
получать значительные мощности при высоком
к. п. д. и сравнительно малых габаритах
и весе. Сравнение машины Грамма, например,
с машиной «Альянс» показывает, что самовозбуждающийся
генератор с кольцевым якорем имеет вес
на 1 кет примерно в 6 раз меньше, чем генератор
с постоянными магнитами.

Очевидные преимущества
генератора Грамма способствовали тому,
что этот генератор очень быстро
вытеснил другие типы и получил очень широкое распространение
В начале 70-х годов принцип обратимости
электрических машин был уже хорошо известен,
и машина Грамма после Венской международной
выставки (1873 г.) часто использовалась
как в режиме генератора, так и в режиме
двигателя. Таким образом, в начале 70-х
годов обе линии развития электрических
машин — генератора и двигателя — объединились.

Машина Грамма
в принципе представляла собой машину
постоянного тока современного типа. Однако
она нуждалась в определенных усовершенствованиях,
и эти усовершенствования последовали
в 70—80-х годах прошлого века.

Одно из наиболее
существенных усовершенствований машины
было сделано в 1873 г., когда немецкий
электротехник Ф. Геф-нер-Альтенек предложил 
заменить кольцевой якорь барабанным.
Основным недостатком кольцевого якоря являлось
плохое использование меди в его обмотке,
так как части витков обмотки, находившиеся
на внутренней поверхности кольца, не
использовались вовсе. В барабанном же
якоре обе стороны каждой секции участвовали
в создании электродвижущей силы, а не
использовались только лобовые части
обмотки. С 1878 г. барабанный якорь стали
делать зубчатым, что позволило более
надежно крепить обмотки и уменьшать воздушный
зазор в машине. Борьба за снижение потерь
в теле якоря привела в 1880 г. к предложению
Т. А. Эдисона изготовлять якорь шихтованным,
т. е. набранным из тонких стальных листов,
оклеенных бумагой (впоследствии оклейка
стальных листов бумагой была заменена
лакировкой этих листов). В том же 1880 г.
для улучшения условий охлаждения якоря
американский изобретатель X. Максим предложил
разделять шихтованный якорь на пакеты,
что давало возможность создать в теле
якоря каналы для прохождения воздуха.
С 1885 г. началось применение шаблонной
обмотки, что значительно снизило стоимость
машин и улучшило качество обмотки. Важным
усовершенствованием машины постоянного
тока явилось введение в 1884 г. компенсационной
обмотки, а в 1885 г. — дополнительных полюсов,
с помощью которых удавалось компенсировать
реакцию якоря и улучшить коммутацию.
В 1891 г. Э. Арнольдом была опубликована
первая крупная работа, посвященная обмоткам
электрических машин.

По иному пути пошли некоторые 
другие изобретатели, и среди наибольших
успехов добился Никола Тесла. Тесла 
не прибегая к попыткам получить разность
фаз в самом двигателе, пришел к выводу
о целесообразности построения генератора,
который сразу давал бы два тока, различающих
по фазе на 900.

Тесла построил двухфазный генератор 
и питал от него двухфазный двигатель.
Схематически система Тесла представлена
на рисунке, слева изображен синхронный
генератор, справа – асинхронный двигатель.
В генераторе между полюсами вращались
две взаимно перпендикулярные катушки,
в которых генерировались два тока, сдвинутые
по фазе на 900. Концы каждой катушки были
выведены на кольца, расположенные на
валу генератора (на черте для ясности
эти кольца имеют различные диаметры).
Ротор двигателя тоже имел обмотку в виде
двух расположенных под прямым углом друг
к другу замкнутых на себя катушек.

Основным недостатком двигателя 
Тесла, который впоследствии сделал
его неконкурентоспособным, было наличие
выступающих полюсов с сосредоточенной
обмоткой. Эти двигатели имели большое
магнитное сопротивление и крайне неблагоприятное
распределение намагничивающий силы вдоль
воздушного запора, что приводило к ухудшению
характеристик машины. Таковы были следствия
механического переноса в технику переменного
тока конструктивных машин постоянного
тока.

Конструкция обмотки ротора, как 
выяснилось позднее, тоже оказалось 
неудачной. Действительно, выполнение
обмоток сосредоточенными (а не распределительными
по всей окружности ротора) при выступающих
полюсах на статоре, приводило к ухудшению
пусковых условий двигателя, а то обстоятельство,
что обмотки ротора имели сравнительно
большое сопротивление, ухудшало рабочие
характеристики.

Неудачным оказался и выбор двухфазной
системы токов из возможных многофазных 
систем. Известно, что значительную установки
для передачи электроэнергии составляемой
затраты на линейные сооружения и, в частности,
на линейные провода. В связи с этим казалось
очевидным, что чем меньше принятое число
фаз, тем меньшим будет число проводов
и тем, следовательно, экономичнее устройство
электропередачи. Двухфазная система
требовала применения четырех проводов,
а удвоение числа проводов по сравнению
с установками постоянного тока или однофазного
переменного токов представлялось нежелательным.

Встретившиеся экономические и 
технические трудности задерживали 
внедрение двухфазной системы в 
практику. Фирма Вестенгауз, где 
работал Тесла, построила несколько
станций по его системе из которых наибольшим
по масштабам была Ниагарская электростанция. 

17 июля 1871 года французский физик Жюль
Жамен представил машину Грамма парижской
академии наук, в 1873 году Грамм
был награждён золотой медалью на выставке
в Вене, в 1875 году — медалью
общества поощрения развития электротехники;
в 1876—1876 г. основалось общество «Societé
des machines Gramme» для эксплуатации изобретения
Грамма; в 1878 году впервые машины
Грамма применены были для освещения Парижа.

Самовозбуждение электромашинных генераторов

Способ возбуждения магнитного
поля главных полюсов генераторов,
при котором обмотка главных 
полюсов получает питание от обмотки 
якоря (ротора). (В отличие от самовозбуждения,
при независимом возбуждении обмотки
главных полюсов питают от постороннего
источника тока.) Наиболее часто самовозбуждение
используется в генераторах постоянного
тока. При пуске генератора с самовозбуждением
начальный ток в обмотке возбуждения возникает
за счёт ЭДС, наводимой в обмотке
якоря остаточным магнитным полем главных
полюсов. Для поддержания самовозбуждения
необходимо, чтобы начальный ток усиливал
это поле. Добавочный магнитный поток
увеличивает ЭДС якоря и, как следствие,
ток в обмотках главных полюсов. Однако
из-за магнитного насыщения магнитопровода
одинаковым приращениям увеличивающегося
тока возбуждения соответствуют всё меньшие
приращения магнитного потока. Процесс
самовозбуждения продолжается до тех
пор, пока ЭДС якоря превосходит падение
напряжения в обмотке возбуждения. При
определённой величине магнитного потока
наступает электрическое равновесие,
и дальнейшее повышение магнитного потока,
ЭДС якоря и тока возбуждения прекращается.
Самовозбуждение может осуществляться
при величине сопротивления обмотки возбуждения,
не превышающей известного предельного
значения, зависящего от электрических
параметров генератора.

Применяют самовозбуждение 
с параллельным, последовательным и 
смешанным (параллельно-последовательным)
включением обмоток главных полюсов 
относительно обмотки якоря. Для 
создания остаточного магнитного потока
в машине с самовозбуждением, по какой-либо
причине утратившей остаточное намагничивание
главных полюсов, по обмотке возбуждения
пропускают ток нужного направления, который
получают от постороннего источника.

Условия самовозбуждения.

1. Генератор должен обладать остаточным
магнетизмом. В этом случае на зажимах якоря
генератора появится напряжение. Появившееся
напряжение остаточного магнетизма прикладывается
к обмотке генератора, по ней начинает
протекать ток, и в обмотке возбуждения
создается магнитный поток.

2. Магнитный поток обмотки возбуждения
должен быть направлен согласно с потоком
остаточного магнетизма, т.е. потоки должны складываться.
Два потока, сложившись, приводят к увеличению
напряжения на якоре генератора, которое
прикладывается к обмотке возбуждения,
вызывает увеличения магнитного потока
и дальнейшее увеличение напряжения на
генераторе.

Возбуждение генератора проходит
по характеристике холостого хода.

Если магнитные потоки
обмотки возбуждения и остаточного 
магнетизма будут направлены встречно,
произойдет размагничивание машины и
включение ее будет невозможно. Чтобы
этого не произошло, на корпусе генератора
параллельного возбуждения или смешанного
возбуждения отливается стрелка, показывающая
в какую сторону должен вращаться якорь,
чтобы не произошло размагничивание.

Увеличение напряжения на
генераторе с параллельным возбуждением
будет происходить, пока характеристика
цепи возбуждения Rвiв не пересечется с
характеристикой холостого хода. Эти характеристики
должны пересекаться на нелинейной части
характеристики холостого хода. Угол наклона
α зависит от величины сопротивления цепи
возбуждения. Если сопротивление Rв цепи
возбуждения будет большим, точка пересечения
характеристик перейдет в область насыщения,
и генератор не будет регулироваться.
Если сопротивление будет мало, то характеристика
цепи возбуждения может стать касательной
к характеристике холостого хода, тогда
машина не будет возбуждаться.

Развитие электрических 
машин наглядно иллюстрирует характерную
закономерность в развитии техники вообще. Эта закономерность проявляется
в следующем: если развитие какой-либо
отрасли техники тормозится недостаточным
уровнем другой отрасли техники или области
науки, то развитие последней ускорялся
требованиями первой. Так, если отсутствие
экономичного генератора тока сдерживало
расширение практических применена электричества,
то последние стимулировали, ускоряли
работу по созданию более совершенной
конструкции генератора. В развитии электрического
генератора постоянного тока можно разделить
на четыре этапа. Первый этап (1831 — 1851 гг.)
характеризуется созданием электрических
генераторов с возбуждением от постоянных
магнитов Такие генераторы получили в
то время название магнито- электрических
машин. Открытие в 1831 г. явления электромагнитной
продукции указало новый способ получения
электрического тока который нашел свое
практическое воплощение в первом униполярном
генераторе — диске Фарадея. Один из первых шагов
в истории генератора несет в себе тайну,
оставшуюся неразгаданной. Дело в том,
что имя изобретателя, сделавшего этот
шаг, оставалось неизвестным. Дадим слово
Фарадею. «Вчера, по возвращении в город,
— писал ученый в редакцию известного
лондонскогонаучною журнала 27 июли 1832
г.,— я нашел закрытое письмо, — оно анонимное,
и я не имею возможности назвать его автора.
Но, «ввиду того, что он описывает опыт,
при котором впервые удалось получить
химическое разложение магнитоэлектрическим
током, я посылаю Нам это письмо для опубликования…»

Письмо было подписано 
двумя латинскимн буквами »Р. М,*
Так и вошел в историю техники
«.-генератор Р. М. ». Эта машина представляла
собой синхронный многополюсный генератор,
т.е. была генератором переменного тока.
Письмо Р. М. привлекло к проблеме генератора
внимание многих ученых. Прочел публикацию
и сам «Р. М.», в марте 1833 г. он обратился
и редакцию журнала с благодарностью Фарадею
за публикацию письма и описанием усовершенствовании
в машине. Главное нз них — добавочное
стальное кольцо (ярмо), замыкавшее магнитную
цепь сердечников электромагнитов.

И снопа та же подпись: «Р.
М.» На рис. 4.13 представлен усовершенствованный
вариант генератора. Фарадей также способствовал
опубликованию в журнале письма Сальватора
даль Негро (апрель 1832 г.), работавшего
в городе Падун (Италия), В этом письме
описан генератор с возвратно-поступательным
движением блока из четырех постоянных
магнитов, полюса которых в холили в соединенные
определенной последовательности катушки.
Это тоже был генератор переменного тока.

Однако переменный ток 
в то временно не мог еше найти 
себе потребителя, так как для всех практических
применений электричества (минная электротехника,
электрохимия, только что зародившаяся
электромагнитная телеграфия, первые
электродвигатели требовался постоянный
ток Знаменитый Ампер требовал, чтоб электрические
машины давали настоящий, т.е. постоянны»
ток. Поэтому в последующем изобретали
направили свои усилия на построение генераторов,
дающих постоянный электрический ток,
разрабатывая для этих целей разнообразные
коммутационные устройства.

Впервые приспособление
для выпрямления тока в попеременно-полюсной
машине (в отличие от униполярной машины
Фарадея, которая не нуждалась в устройстве
для выпрямления тока, так как давала непосредственно
постоянный ток) было применено в 1832 г.
в генераторе братьев Пиксии. Изобретение
представлялось тогда настолько важным,
что сообщения о нем были дважды сделаны
в Парижской академии наук. О существе
предложения Пиксии можно судить по рис.
4.14. При вращении подковообразного постоянного
магнита наводилась переменная ЭДС в двух
неподвижных катушках со стальными сердечниками.
Магнит приводился вовращение посредством
рукоятки и конической передачи. Концы
последовательно соединенных катушек
выводились к зажимам барабанного коммутатора.
В первых конструкциях генераторов для
получения тока неизменного направления
(но резко пульсирующего) применялось
так называемое коромысло Ампера, идея
которого ясна из рис. 4.6. В начале 30-х годов
индуктированный ток был еще непривычной
новинкой, открытой Фарадеем. Поэтому
Ампер в докладе о генераторе Пиксии счел
нужным подчеркнуть, что с помощью тока
от этого генератора «были получены: интенсивные
искры; довольно сильное сотрясение; онемение
и непроизвольное движение пальцев…;
сильное расхождение золотых листиков
в конденсаторе Вольта; довольно сильное
разложение воды, слегка подкисленной
серной кислотой для улучшения ее проводимости».

2.10.2. ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ГЕНЕРАТОРЫ. История электротехники

2.10.2. ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ГЕНЕРАТОРЫ

Как уже отмечалось, гальванические батареи существенно тормозили практическое применение электродвигателей. Развитие электрических машин наглядно иллюстрирует характерную закономерность в развитии техники вообще. Эта закономерность проявляется в следующем: если развитие какой-либо отрасли техники тормозится недостаточным уровнем другой отрасли техники или области науки, то развитие последней ускоряется требованиями первой. Так, если отсутствие экономичного генератора тока сдерживало расширение практических применений электричества, то последние стимулировали, ускоряли работы по созданию более совершенной конструкции генератора.

В развитии электрического генератора постоянного тока можно выделить четыре этапа [1.6; 2.15; 2.16].

Первый этап (1831–1851 гг.) характеризуется созданием электрических генераторов с возбуждением от постоянных магнитов. Такие генераторы получили в то время название магнитоэлектрических машин. Открытие в 1831 г. явления электромагнитной индукции указало новый способ получения электрического тока, который нашел свое практическое воплощение в первом униполярном генераторе — диске Фарадея. Один из первых шагов в истории генератора несет в себе тайну, оставшуюся неразгаданной. Дело в том, что имя изобретателя, сделавшего этот шаг, осталось неизвестным. Дадим слово М. Фарадею: «Вчера, по возвращении в город, — писал ученый в редакцию известного лондонского научного журнала 27 июля 1832 г., — я нашел закрытое письмо, оно анонимное, и я не имею возможности назвать его автора. Но ввиду того, что он описывает опыт, при котором впервые удалось получить химическое разложение магнитоэлектрическим током, я посылаю Вам это письмо для опубликования…»

Письмо было подписано двумя латинскими буквами P.M. Так и вошел в историю техники «генератор P.M.». Эта машина представляла собой синхронный многополюсный генератор, т.е. была генератором переменного тока. Письмо P.M. привлекло к проблеме генератора внимание многих ученых. Прочел публикацию и сам P.M.; в марте 1833 г. он обратился в редакцию журнала с благодарностью М. Фарадею за публикацию письма и описанием усовершенствований в машине. Главное из них — добавочное стальное кольцо (ярмо), замыкавшее магнитную цепь сердечников электромагнитов. И снова та же подпись P.M.

На рис. 2.18 представлен усовершенствованный вариант генератора.

Однако переменный ток в то время не мог еще найти себе потребителя, так как для всех практических применений электричества (минная электротехника, электрохимия, только что зародившаяся электромагнитная телеграфия, первые электродвигатели) требовался постоянный ток. Поэтому в последующем изобретатели направили свои усилия на построение генераторов, дающих постоянный электрический ток, разрабатывая для этих целей разнообразные коммутационные устройства.

Впервые приспособление для выпрямления тока в попеременно-полюсной машине (в отличие от униполярной машины М. Фарадея, которая не нуждалась в устройстве для выпрямления тока, так как давала непосредственно постоянный ток) было применено в 1832 г. в генераторе французских изобретателей братьев Пиксии. Изобретение представлялось тогда настолько важным, что сообщения о нем были дважды сделаны в Парижской академии наук. В первых конструкциях генераторов для получения тока неизменного направления (но резко пульсирующего) применялось так называемое коромысло Ампера. A.M. Ампер отмечал пластинчатый барабанный коммутатор в машине Пиксии с прижимающимися к амальгамированным поверхностям пластин подпружиненными медными или бронзовыми пластинами — щетками. Позднее он стал основой коммутирующих устройств для всех последующих конструкций генераторов постоянного тока. С машиной Пиксии работал Э.Х. Ленц, и именно на этой машине в 1838 г. он демонстрировал принцип обратимости.

^{Рис. 2.18. Генератор P.M.}

^{1 — деревянный диск, укрепленный на оси 2, приводимый в движение рукояткой 3; 4 — подвижные постоянные магниты; 5 — железные сердечники катушек 7; б — стальное кольцо с добавочными обмотками, замыкающее магнитную цепь сердечников; 8 — подставка} 

Недостатком машин P.M. и братьев Пиксии явилось то, что в них приходилось вращать более или менее тяжелые постоянные магниты. Целесообразнее оказалось сделать магниты неподвижными, а заставить вращаться более легкие катушки. При этом проще было выполнить и коммутирующее устройство, вращающаяся часть которого была закреплена на валу вместе с якорем. Магнитоэлектрические генераторы такого типа оказались значительно удобнее и именно в такой конструктивной форме впервые вошли в практику.

Первым генератором, как уже отмечалось, получившим практическое применение, был магнитоэлектрический генератор Б.С. Якоби. Занимаясь усовершенствованием методов электрического взрывания мин, Б.С. Якоби построил в 1842 г. генератор, названный им «магнитоэлектрической батареей» (рис. 2.19). При вращении катушек 3 зубчатой передачей 5 в поле постоянных магнитов 1 в них наводилась ЭДС; на валу 2 имелось коммутирующее устройство 4 в виде двух полуцилиндров, представляющее собой простейший двухпластинчатый коллектор. Этот генератор был принят на вооружение гальванических команд русской армии, использовавших его для воспламенения минных запалов.

Стремление повысить мощность магнитоэлектрических генераторов привело к увеличению количества постоянных магнитов. Этот путь отражал уже знакомую из истории развития электродвигателей тенденцию: для увеличения мощности соединять несколько элементарных машин в одну. Наибольшее распространение в лабораторной практике 40–50-х годов XIX в. получил магнитоэлектрический генератор немецкого электротехника Э. Штерера (1813–1890 гг.) с тремя вращающимися постоянными магнитами (1843 г.). Этот генератор использовался учеными (в том числе Э.Х. Ленцем и Б.С. Якоби) для исследования процессов в магнитоэлектрических машинах.

Известный толчок к построению более мощных магнитоэлектрических генераторов дали дуговые лампы с регуляторами, получившие применение на маяках в связи с развитием морского транспорта. Еще в 1849 г. профессор физики Брюссельской военной школы Нолле принялся за построение мощного магнитоэлектрического генератора для установки на маяках, избрав уже проторенный путь комбинирования в одном агрегате большого числа машин. Работы Нолле были продолжены другими учеными, и к 1856 г. машина получила свое конструктивное завершение. Для производства таких генераторов в Париже была организована электропромышленная компания «Альянс» (отсюда произошло и название новой машины). Первая такая машина была установлена на маяке близ г. Гавра.

^{Рис. 2.19. Магнитоэлектрический генератор Якоби} 

В генераторе «Альянс» на чугунной станине были укреплены в несколько рядов подковообразные постоянные магниты, расположенные по окружности и радиально по отношению к валу. В промежутках между рядами магнитов на валу устанавливались диски с большим числом катушек-якорей (рис. 2.20). В изображенной на рис. 2.20 машине было 40 магнитов и 64 стержня (явнополюсных якоря). Различные варианты машины «Альянс» имели разное количество рядов магнитов (три, пять, семь). На валу генератора укреплен коллектор с 16 металлическими пластинами, изолированными друг от друга и от вала машины. В качестве коллекторных щеток служили специальные ролики. В машине впервые было предусмотрено устройство для смещения роликов в зависимости от нагрузки. Перемещение роликов происходило под действием тяг, идущих от центробежного регулятора, который был связан с валом машины.

^{Рис. 2.20. Общий вид генератора «Альянс»}

^{1 — ряды неподвижных магнитов; 2 — несущие диски с катушками-якорями; 3, 4 — коллектор; 5–7 — устройство для смещения роликовых токоприемников 8, 9 — центробежный регулятор} 

В течение 1857–1865 гг. в эксплуатации было около 100 машин «Альянс». Для привода одной такой машины требовался паровой двигатель мощностью 6–10 л.с. Масса шестидисковой машины «Альянс» доходила до 4 т. Есть сведения, что машина «Альянс» получила одобрение М. Фарадея.

Генератор «Альянс» нагляднее, чем другие, меньшие по размерам машины, показал недостатки, присущие вообще магнитоэлектрическим машинам. Материалы и технология производства постоянных магнитов были еще несовершенными. Под действием реакции якоря, в результате естественного старения и возможных вибраций магниты быстро размагничивались, в связи с чем ЭДС генератора уменьшалась и его мощность снижалась. Во всех этих машинах применялись стержневые якоря, имевшие многослойную обмотку. При работе они быстро нагревались вследствие плохого отвода теплоты, что приводило к разрушению изоляции. Масса и габариты магнитоэлектрических генераторов, несмотря на их небольшую мощность, были весьма значительными, и крупные машины были сравнительно дорогими. Принципиальным недостатком машин с явнополюсными якорями явилось то, что они давали резко пульсирующий ток.

^{Рис. 2.21. Генератор Уайльда} 

Второй этап в развитии электрического генератора постоянного тока условно можно обозначить промежутком времени между 1851 и 1867 гг. Этот этап характеризуется преимущественным конструированием генераторов с независимым возбуждением, т.е. с возбуждением электромагнитов от постороннего, независимого источника. Это способствовало значительному улучшению работы генераторов и уменьшению их относительной массы.

Впервые обоснованное указание на целесообразность замены постоянных магнитов электромагнитами дали в начале 50-х годов XIX в. немецкий ученый Вильгельм Зинстеден (1803–1891 гг.) и датский изобретатель Серено Хиорт (1801–1870 гг.), но их идеи и конструкции были настолько необычны и неожиданны, что вначале не привлекли к себе должного внимания.

В качестве характерного примера генератора с электромагнитами, обмотки которых питались токами от независимого источника, может быть указан генератор англичанина Генри Уайльда (1863 г.). Этот генератор (рис. 2.21) имел П-образный электромагнит 7, для питания которого был приспособлен отдельный возбудитель — небольшой магнитоэлектрический генератор 2. Вместо обычно применявшегося стержневого якоря Г. Уайльд использовал предложенный в 1856 г. крупным немецким электротехником и предпринимателем Вернером Сименсом (1816–1892 гг.) якорь с сердечником двутаврового сечения (так называемый двухТ-образный якорь), который является разновидностью явно-полюсного якоря. Этот якорь имел форму вала с продольными выточками, в которые укладывалась обмотка. Машина с двухТ-образным якорем обладала меньшим магнитным рассеянием, чем со стержневым, но в то же время этот якорь, как и стержневой, имея многослойную обмотку с плохим теплоотводом, сильно нагревался и тем самым ограничивал мощность установки.

Машина Г. Уайльда подготовила конструкторскую мысль к созданию генераторов с самовозбуждением.

Началом третьего этапа в развитии генераторов постоянного тока условно можно считать 1867 г., когда почти одновременно в разных странах был установлен принцип самовозбуждения. Мы пишем «условно» потому, что одну какую-то дату назвать невозможно; вокруг этого важнейшего в истории электрических машин изобретения разгорелся большой спор о приоритете. На первенство претендовали очень известные ученые и изобретатели. Дело обстояло так.

В январе 1867 г. В. Сименс представил в Берлинскую академию наук доклад, в котором изложил сущность принципа самовозбуждения. В докладе были такие слова: «Однако того небольшого количества магнетизма, которое остается даже в самом мягком железе, достаточно, чтобы при возобновлении вращения снова получить в замкнутой цепи непрерывное возрастание тока. Следовательно, достаточно один раз пропустить ток в цепь обмотки неподвижного магнита, чтобы сделать прибор способным давать ток при каждом возобновлении вращения».

В. Сименс назвал принцип самовозбуждения динамоэлектрическим, а самовозбуждающийся генератор стал с тех пор называться динамомашиной. Впрочем, динамомашиной постепенно стали называть любой машинный генератор постоянного тока. Почти одновременно с В. Сименсом с идеей самовозбуждения выступили и даже получили патенты английские изобретатели Чарльз Уитстон, а также братья Кромвель и Семьюэль Варлей. Но еще задолго до В. Сименса в 1856 г. венгерский физик, профессор Будапештского университета Аньош Йедлик (1800–1895. гг.) [2.17] пришел к выводу о том, что если обмотки возбуждения присоединить к зажимам якоря того же генератора, то при пуске машины развивается процесс самоусиления магнитного поля. Вместе с тем А. Йедлик заметил, что для возникновения этого процесса нет необходимости в установке постоянных магнитов, а вполне достаточно остаточного магнетизма. Так А. Йедлик совершенно сознательно сформулировал не только принцип самоусиления магнитного поля, но и принцип самовозбуждения генератора. В 1861 г. он уже построил самовозбуждающийся генератор.

Работы А. Йедлика были, по-видимому, несколько преждевременными, и, кроме того, он не располагал необходимыми средствами для промышленного изготовления машин в больших масштабах. Иное положение было у В. Сименса: являясь главой фирмы, со временем завоевавшей позиции ведущего мирового электротехнического концерна, он открыл широкую дорогу для производства динамомашин.

Существенным недостатком первых генераторов с самовозбуждением являлась весьма несовершенная конструкция якоря. Так, двухТ-образный якорь В. Сименса не только ограничивал мощность машин из-за быстрого нагрева, вызывал сильное искрение на коллекторе, но и давал резко пульсирующий ток. Этот ток, в свою очередь, вызывал резкую пульсацию магнитного потока и, следовательно, большие потери в стальных сердечниках. В этом отношении двухТ-образный якорь ничем не отличался от стрежневого, поскольку и тот и другой были только разновидностями неудачного явнополюсного исполнения якорей машин постоянного тока. Этот недостаток позднее сумел устранить Фридрих Гефнер-Альтенек.

Событием, революционизировавшим развитие электрической машины и положившим начало промышленной электротехнике, явилось объединение принципа самовозбуждения с конструкцией кольцевого якоря.

Разработка самовозбуждающихся генераторов с кольцевыми и барабанными якорями и развитыми магнитными системами составила основное содержание четвертого этапа в развитии электрических генераторов.

З.Т. Грамм, занимаясь изготовлением электрических машин, стал одним из самых известных французских специалистов в области электромашиностроения и электрического освещения. В июне 1870 г. он получил патент, в котором содержалось описание самовозбуждающегося (в общем случае многополюсного) генератора с кольцевым якорем. На гладкий железный кольцеобразный сердечник наматывалась замкнутая сама на себя обмотка (позднее такую обмотку стали называть граммовской). От равноудаленных точек этой обмотки шли отпайки к коллекторным пластинам. Общий вид одной из конструкций генератора Грамма изображен на рис. 2.22, а.

На станине 1 укреплены электромагниты 2 с полюсными наконечниками 3, между которыми вращается якорь 4; в специальных держателях укреплены щетки, соприкасающиеся с почти современного типа коллектором 5. Якорь приводится во вращение через приводной шкив. Обмотка возбуждения включена последовательно с обмоткой якоря.

^{Рис. 2.22. Самовозбуждающийся генератор Грамма для питания осветительных установок} 

На рис. 2.22, б показана принципиальная схема генератора, а на рис. 2.22, в — конструкция кольцевого якоря. З.Т. Грамм указывал, что сердечник якоря может быть сплошным, а может быть изготовлен из пучка стальных проволок 7, как показано на рисунке; здесь же 2 — катушки обмотки, 3 — коллекторные пластины.

Позднее З.Т. Грамм предложил еще несколько конструкций самовозбуждающихся машин, различных по внешнему виду и мощности, но принципиальных изменений в свою машину он больше не вносил.

Генератор Грамма оказался весьма экономичным источником электрической энергии, позволявшим получать значительные мощности при высоком КПД и сравнительно малых габаритах и массе. Сравнение машины Грамма, например, с машиной «Альянс» показывает, что самовозбуждающийся генератор с кольцевым якорем имел массу на 1 кВт примерно в 6 раз меньшую, чем генератор с постоянными магнитами.

Очевидные преимущества генератора Грамма способствовали тому, что этот генератор быстро вытеснил другие типы и получил очень широкое распространение. В начале 70-х годов принцип обратимости электрических машин был уже хорошо известен, а машина Грамма использовалась как в режиме генератора, так и в режиме двигателя. Таким образом, в начале 70-х годов обе линии развития электрических машин (генератора и двигателя) объединились.

Машина Грамма представляла собой машину постоянного тока современного типа. Однако она нуждалась в определенных усовершенствованиях, которые последовали в 70–80-х годах XIX в.

В 80-х годах XIX в. продолжались исследования процессов в электрических машинах и совершенствование их конструкций. В 1880 г. американский изобретатель Хайрем Максим (1840–1916 гг.) вновь (после А. Пачинотти) предложил зубчатый якорь, а также внутренние каналы для вентиляции. Знаменитый американский электротехник Томас Альва Эдисон (1847–1931 гг.) в 1880 г. получил патент на шихтованный якорь, в котором пластины изолировались листами тонкой бумаги, позднее она была заменена лаком.

С 1885 г. стали применяться шаблонная и компенсационная обмотки, устанавливаться дополнительные полюса.

Огромное значение в совершенствовании проектирования электрических машин сыграли работы Александра Григорьевича Столетова (1839–1896 гг.) по исследованию магнитных свойств «мягкого железа», доказавшего связь магнитной восприимчивости железа с напряженностью магнитного поля.

В 1880 г. немецким физиком Эмилем Варбургом (1846–1931 гг.) было открыто явление гистерезиса и начались исследования магнитных потерь в стали. Английский ученый Джеймс Э. Юинг (1855–1935 гг.) пришел к выводу о «гистерезисном цикле» и предложил прибор для вычерчивания кривых намагничивания. Выдающийся американский электротехник Чарльз Протеус Штейнмец (1865–1923 гг.) предложил эмпирическую формулу для определения потерь на гистерезис. В 1885 г. английский электротехник Джон Гопкинсон сформулировал закон магнитной цепи. Таким образом, к концу 80-х годов электрическая машина постоянного тока приобрела современные конструктивные черты.

Данный текст является ознакомительным фрагментом.

Читать книгу целиком

Поделитесь на страничке

Генератор подписей

| Список Cool Generator

Toggle navigation Cool Generator

• Холодный генератор
• Название
  • Генератор случайных имен
  • Генератор имен RAP
  • Генератор поддельных имен
  • Генератор фантазийных имен
  • Генератор бизнес-имен
  • Генератор имен Wu Tang
  • Генератор имен для младенцев
  • Генератор фамилий

  Генератор имен на Youtube

  • Генератор имен на YouTube

  Генератор

• Номер
  • Генератор случайных чисел
  • Генератор случайных чисел 1100
  • Генератор случайных чисел 1 10
  • Генератор лотерейных номеров
  • Генератор счастливых чисел
  • Генератор случайных последовательностей
  • Генератор PIN-кодов
  • Генератор списков номеров

Слово

• Генератор слов
• Генератор букв
• Генератор существительных
• Генератор прилагательных
• Генератор слов из 4 букв
• Генератор слов в формате Pictionary
• Текст
  • Text Generator
  • Fancy Text Generator
  • Glitch Text Generator
  • Instagram Text Generator
  • Обратный текст (слова)
  • ASCII Text Generator
  • Text Art Generator
  • Text Design Generator

  Text Image Generator Генератор

  • Генератор миниатюрных текстов
  • Генератор случайных текстов
  • Генератор Lorem Ipsum
  • Генератор строк
• Шрифт
  • Генератор шрифтов
  • Генератор шрифтов Instagram
  • Генератор каллиграфии
  • Генератор буквенных шрифтов
  • Генератор шрифтов Word
  • Генератор малых шрифтов
  • Генератор текстовых логотипов
• Цвет
  • Генератор цветовой палитры
  • Генератор цветовой схемы
  • Генератор цветов
  • Генератор случайных цветов
  • Генератор цветовой палитры из изображения
  • Генератор цветов RGB
  • Генератор комбинации цветов
• Кредитная карта
  • Генератор кредитных карт
  • Генератор карт Visa
  • Генератор Mastercard
  • Генератор дебетовых карт
  • Генератор кредитных карт Индия
  • Генератор поддельных кредитных карт
  • Генератор номеров кредитных карт
  • Бесплатный генератор кредитных карт

  9000V с генератором кредитных карт CV5

  • Генератор BIN
• Пароль
• Имя пользователя
• Хештег

Введите текст

Генератор подписи

Онлайн-генератор тональных сигналов — генерируйте чистые тональные сигналы любой частоты

Инструкции

Чтобы воспроизвести постоянный тон, нажмите «Воспроизвести» или нажмите Пробел .

Чтобы изменить частоту, перетащите ползунок или нажмите ← → (клавиши со стрелками).
Чтобы отрегулировать частоту на 1 Гц, используйте

или нажмите Shift + ← и Shift + → .
Чтобы настроить частоту на 0,01 Гц, нажмите Ctrl + ← и Ctrl + → ;
чтобы отрегулировать его на 0,001 Гц, нажмите Ctrl + Shift + ← и Ctrl + Shift + →
Чтобы уменьшить / удвоить частоту (вниз / вверх на одну октаву), нажмите
× ½ и × 2.

Чтобы изменить тип волны с синусоидальной волны (чистый тон) на квадратную / треугольную / пилообразную волну, нажмите кнопку

кнопка.

Вы можете смешивать тона, открыв онлайн-генератор тона
в нескольких вкладках браузера.

Для чего я могу использовать этот тон-генератор?

Настройка инструментов, научные эксперименты ( какова резонансная частота этого бокала? ), тестирование аудиооборудования
( как низко опускается мой сабвуфер? ), проверил свой слух ( какая самая высокая частота вы можете слышать? Есть ли частоты
ты слышишь только одним ухом? ).

Согласование частоты тиннитуса.
Если у вас чистый тиннитус, этот онлайн-генератор частоты поможет вам определить его частоту.
Знание частоты шума в ушах может помочь вам лучше нацеливать маскирующие звуки и
тренировка частотной дискриминации.
Когда вы найдете частоту, которая соответствует вашему шуму в ушах, обязательно проверьте частоты.
на октаву выше (частота × 2) и на октаву ниже (частота × ½), так как это легко спутать
тоны, разнесенные на одну октаву.

Болезнь Альцгеймера.
Есть некоторые ранние научные доказательства того, что прослушивание тона 40 Гц
может обратить вспять некоторые молекулярные изменения в мозге пациентов с болезнью Альцгеймера.Это одна из тех вещей, которые звучат слишком хорошо, чтобы быть правдой,
но первые результаты очень многообещающие. Вот
краткое изложение проведенного исследования и отчет пользователя, который
попробовал терапию 40 Гц на своей жене.
( Обратите внимание, что этот тон-генератор не является медицинским устройством — я ничего не гарантирую! )

Комментарии

Вы можете оставлять комментарии здесь.

Поддержите этот сайт

Если вы используете онлайн-генератор тональных сигналов и находите его полезным, пожалуйста, поддержите его немного деньгами.Вот сделка:
Моя цель — продолжать поддерживать этот сайт, чтобы он оставался совместимым с
текущие версии браузера. К сожалению, это занимает нетривиальное количество времени (например, вычисление
устранение неясной ошибки браузера может занять много часов), что является проблемой, потому что
Я должен зарабатывать на жизнь. Пожертвования от таких замечательных, красивых пользователей, как вы, дают мне время, чтобы все работало.

Так что, если вы считаете, что этот тон-генератор того стоит, поддержите его деньгами, чтобы он оставался в сети.Сумма полностью зависит от вас — я спрашиваю только о том, что вы, , считаете справедливой ценой, по той цене, которую вы получаете.
Спасибо!

Генератор

Генератор

Дом

Около

Стать членом

Мастерские

Нажмите

Пожертвовать

Генератор

ГлавнаяО компанииСтать участникомМастерскиеПрессаПожертвовать

.