Categories: Articles destacats » Fets interessants
Nombre de visualitzacions: 13929
Comentaris sobre l'article: 1
Què és una màquina dinamo. Els primers generadors de corrent continu
Els dinàmols del segle anterior van començar a denominar-se generadors de corrent directe, els primers generadors industrials que després van ser substituïts per generadors de corrent altern adequats per a la conversió per transformadors, i extremadament convenients per a transmissions de llarga distància amb poca pèrdua.
Avui, la paraula "dinamo", per regla general, significa petits generadors de bicicletes (per a fars) o generadors de mà (per a llanternes turístiques). Pel que fa als generadors industrials, avui en dia tot això és generadors de corrent altern. Recordem, però, com es van desenvolupar i millorar els primers dinàmols.
El primer model d’un generador de corrent directe, o dinamo unipolar, va ser proposat el 1832 per Michael Faraday, quan només va descobrir el fenomen de la inducció electromagnètica. Era l'anomenat "disc de Faraday" - el generador de corrent més senzill. Un imant en forma de ferradura servia d’estator en ell i un disc de coure girat manualment actuava com a rotor, l’eix i el cantó estaven en contacte amb els raspalls del col·leccionista.
Quan es va girar el disc, a la part del disc que creuava el flux magnètic entre els pols de l’imant estator, es va induir un EMF que, si el circuit entre els raspalls es va escurçar a una càrrega, va provocar l’aparició d’un corrent radial al disc. A dia d’avui s’utilitzen aquests generadors unipolars on calen grans corrents directes sense rectificar.
El francès Ippolit Pixie va construir per primera vegada l’alternador, que va passar el mateix 1832. L’estator de la màquina dinamo contenia un parell de bobines connectades en sèrie, el rotor era un imant permanent en forma de ferradura, a més, el disseny tenia un commutador de raspall.
L’imant va girar, va creuar el nucli de les bobines amb un flux magnètic i va induir un emf harmònic en elles. I l’interruptor automàtic es va utilitzar per rectificar i obtenir un corrent pulsatiu constant en la càrrega.
Més tard, el 1842, Jacobi proposarà col·locar imants a l’estator i la bobinada al rotor, que també giraria a través de la caixa de canvis. Això farà que el generador sigui més compacte.
El 1856, per subministrar làmpades d'arc de Frederick Holmes (aquestes llums s'utilitzaven en els fanals del far), el mateix Frederick Holmes va proposar un disseny de generador similar al generador Jacobi, però complementat per un regulador centrífug de Watt per mantenir la tensió de la làmpada constant a diferents corrents de càrrega, el que es va aconseguir canviant automàticament els pinzells.
L’estator contenia 50 imants, i el disseny pesava generalment 4 tones i va desenvolupar una potència de poc més de 7 kW. Al voltant de 100 generadors d'aquest tipus es van produir sota la marca Alliance.
Mentrestant, les màquines amb imants permanents difereixen en un significatiu inconvenient: els imants van perdre la magnetització amb el pas del temps i es van deteriorar de les vibracions. Com a resultat, la tensió generada per la màquina va baixar i baixar amb el temps. En aquest cas, no es podia controlar la magnetització per tal d’estabilitzar la tensió.
Com a solució, va venir la idea d’excitació electromagnètica. La idea va venir a la ment de l’inventor anglès Henry Wilde, que el 1864 va patentar un generador amb un excitator d’imant permanent: l’imant d’excitació es va muntar simplement a l’eix del generador.
Més tard, l’enginyer alemany Werner Siemens realitzarà una veritable revolució en generadors, que descobrirà el veritable principi dinamoelèctric i posarà en marxa la producció de nous generadors de corrent continu.
El principi d’autoexcitació és utilitzar la magnetització residual del nucli del rotor per iniciar l’excitació i, després, quan el generador està excitat, utilitzeu el corrent de càrrega com a corrent magnetitzant, o bé enceneu un enrotllament d’excitació especial alimentat pel corrent generat paral·lel a la càrrega. Com a resultat, la retroalimentació positiva augmentarà el flux magnètic de l'excitació que genera el corrent.
Entre els primers, el principi d’autoexcitació, o principi dinoelèctric, va assenyalar l’enginyer de Dinamarca Soren Hiort. Esmentarà en la seva patent de 1854 la possibilitat d’utilitzar la magnetització residual per implementar el fenomen de la inducció electromagnètica per obtenir generació, tot i que, tement que el flux magnètic residual sigui insuficient, Hiort proposarà complementar el disseny de la dinamo amb imants permanents. Aquest generador no s’implementarà mai.
Més tard, el 1856, Anies Jedlik, membre de l'Acadèmia de Ciències d'Hongria, expressarà una idea similar, però no patentarà res. Només deu anys després, Samuel Varley, un estudiant de Faraday, realitza a la pràctica el principi de dinamo auto-emocionat. La seva sol·licitud de patent (el 1866) contenia una descripció d'un dispositiu molt semblant al generador de Jacobi, només els imants permanents ja eren substituïts per un electroimant d'excitació. Abans de començar, els nuclis eren magnetitzats per corrent directe.
A principis de 1867, l'inventor Werner Siemens va fer reportatges a l'Acadèmia de Ciències de Berlín. Va presentar al públic un generador similar al generador de Varley, anomenat "dinamo". La màquina es va iniciar en mode motor de manera que es van magnetitzar els bobinats de camp. Després el cotxe es va convertir en generador.
Va suposar una veritable revolució en la comprensió i el disseny de les màquines elèctriques. A Alemanya, es va iniciar la producció generalitzada de dinàmols Siemens (generadors de CC autoexcitats) els primers dinàmols industrials.
El disseny de les dinàmiques ha canviat amb el pas del temps: Theophilus Gramm, el mateix any 1867, va proposar un anell de l'anell i, el 1872, el dissenyador principal de Siemens-Halske, Gefner Altenek, proposaria la bobina del tambor.
Així, els generadors de corrent continu adoptaran la seva forma final. Al segle XIX, amb la transició al corrent altern, les centrals hidroelèctriques i les centrals tèrmiques començaran a generar corrent altern als generadors de corrent altern. Però aquesta és una història completament diferent ...
Vegeu també aquest tema:
Els principals tipus de generadors elèctrics i les seves característiques
Consulteu també a electro-ca.tomathouse.com
: