Первый униполярный генератор
Открытие в 1831 г. явления электромагнитой индукции указало новый способ получения электрического тока, который нашел свое практическое воплощение в первом униполярном генераторе — диске Фарадея. Одно из наиболее ранних и весьма интересное конструктивное решение генератора с возбуждением от постоянных магнитов было Дано в середине 1832 г. анонимным изобретателем, скрывшим свое имя под латинскими буквами Р. М. Его машина была первым однофазным синхронным многотюлюсным генератором. В первом варианте генератора Р. М. железные сердечники катушек не имели замыкающего магнито-провода. На рис. 4-26 представлен второй вариант генератора Р. М., в который изобретатель внес существенное Улучшение: он ввел добавочное стальное кольцо, замкнувшее магнитную цепь сердечников, и поместил на кольце промежутке между основными катушками добавочные обмотки, соединенные последовательно с обмотками катушек.
с помощью этого генератора удалось разложить йоду (поскольку ток был переменным, то при электролизе воды получился'гремучий газ). Переменный ток в то время не мог еще найти себе потребителя, так как для всех практических применений электричества (минная электротехника, только что зародившаяся электромагнитная телеграфия, первые электродвигатели) требовался постоянный ток. Поэтому в последующем изобретатели направили, свои усилия на построение генераторов, дающих электрический ток постоянного направления, 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 сентябре 1832 г. в генераторе братьев Пиксии. При вращении подковообразного постоянного магнита наводилась переменная э.д.с. в двух неподвижных катушках со стальными сердечниками. Магнит приводился во вращение посредством рукоятки и конической передачи; концы последовательно Соединенных катушек выводились К зажимам барабанного коммутатора. В некоторых генераторах для получения тока неизменного направления (но резко пульсирующего по величине) применялось так называемое коромысло Ампера.
Недостатком машин Р. М. и Пнксии являлось 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 'более удобными и именно в такой конструктивной форме впервые вошли в практику.
Одним из ранних генераторов этого типа была машина, построенная лондонским механиком Л. Кларком. При вращении катушек в поле постоянного магнита в них наводилась э. д. с. На валу имелось специальное, коммутирующее устройство в виде двух полуцилиндров, которое представляло собой простейший дв»Л-пластинчатый коллектор. Более совершенным с точки зрения увеличения потоко-сцепления, но в принципе мало отличавшимся от машины Кларка был магнитоэлектрический генератор Б. С. Якоби. Занимаясь усовершенствованием методов электрического взрывания мин, Б. С. Якоби построил в 1842 г. генератор, названный им «магнитоэлектрической батареей». Этот генератор был принят на вооружение гальванических команд русской армии, использовавших его для воспламенения минных запалов.
Стремление повысить мощность магнитоэлектрических генераторов привело со временем к увеличению числа постоянных магнитов. Этот путь отражал уже знакомую из истории развития электродвигателей тенденцию: для по лучения значительной мощности соединять несколько элементарных машин в одну. Наибольшее распространение в лабораторной практике 40-х и 50-х годов прошлого века получил магнитоэлектрический генератор немецкого электротехника Э. Штерера (1843 г., рис. 4-31). Установка трех магнитов несколько увеличила мощность машины, но не сделала ее пригодной для широких практических целей. При помощи генератора Штерера многими ученьг-мп, в том числе Э. X. Ленцем и Б. С. Якоби, было проведено исследование процессов в магнитоэлектрической машине.
Известный толчок построению более мощных магнитоэлектрических генераторов дали дуговые лампы с регуляторами. Однако в большинстве случаев дуговые лампы не могли получить распространения не столько из-за несовершенства их конструкции, сколько по причине отсутствия надежного и экономичного генератора электричеменение парового двигателя на морских судах потребовали улучшения морской сигнализации. Необходимо было обеспечить мощными маяками побережья, а также наиболее важные или опасные участки морских путей. Появление нового источника света, так называемого известкового или друммондова, создавало возможность увеличить дальность действия маяков; но для Питания горелок друммондова света нужны были кислород и водород или их соединение (гремучий газ). Только при обеспечении горелок друммондова света кислородом и водородом можно было использовать все преимущества этого интенсивного источника света. Еще в 1849 г. профессор физики Брюссельской военной школы Нолле принялся за построение большого магнитоэлектрического ГенеРатора, с тем чтобы с его помощью осуществить в значительных масштабах электролиз воды для получения кислорода и водорода. Он исходил из конструкции обычных в то время генераторов, но отказался от увеличения размеров магнита или скорости вращения катушек, а пошел по проторенному пути комбинирования в одном агрегате большого числа отдельных машин. Работа Нолле была продолжена после его смерти Ван Мальдереном (Франция) и Хольмсом (Англия). К 1866 г.конструкция машины была разработана, а в Париже была организована компания «Альянс» для производства таких машин; по названию фирмы, получил свое наименование и новый генератор.