Tài liệu: Lịch sử và nguồn gốc máy phát điện

Máy phát điện là thiết bị biến đổi cơ năng thành điện năng thông thường sử dụng nguyên lý cảm ứng điện từ. Nguồn cơ năng sơ cấp có thể là các động cơ tua bin hơi, tua bin nước, động cơ đốt trong, tua bin gió hoặc các nguồn cơ năng khác.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Tài liệu: Lịch sử và nguồn gốc máy phát điện Lịch sử và nguồn gốc máy phát điện Máy phát điện là thiết bị biến đổi cơ năng thành điện năng thôngthường sử dụng nguyên lý cảm ứng điện từ. Nguồn cơ năng sơ cấp có thể làcác động cơ tua bin hơi, tua bin nước, động cơ đốt trong, tua bin gió hoặc cácnguồn cơ năng khác. Máy phát điện giữ một vai trò then chốt trong các thiết bị cung cấp điện. Nóthực hiện ba chức năng: phát điện,chỉnh lưu, hiệu chỉnh điện áp.Lịch sử phát triển Máy phát điện xoay chiều vào đầu thập kỉ 20, chế tạo tại Budapest, Hungary,trong buồng phát của một trạm thủy điện Trước khi từ tính và điện năng được khám phá, các máy phát điện đã sửdụng nguyên lý tĩnh điện. Máy phát điện Wimshurst đã sử dụng cảm ứng tĩnh điện.Máy phát Van de Graaff đã sử dụng một trong hai cơ cấu sau: Điện tích truyền từ điện cực có điện áp cao  Điện tích tạo ra bởi sự ma sát  Máy phát tĩnh điện được sử dụng trong các thí nghiệm khoa học yêu cầuđiện áp cao. Vì sự khó khăn trong việc tạo cách điện cho các máy phát tạo điện ápcao, cho nên máy phát tĩnh điện được chế tạo với công suất thấp và không bao giờđược sử dụng cho mục đích phát điện thương mại. Faraday Máy phát xách tay nhìn từ phía bên cạnh, cho thấy động cơ xăng Vào năm 1831-1832 Michael Faraday đã phát hiện ra rằng một chênh lệchđiện thế được tạo ra giữa hai đầu một vật dẫn điện mà nó chuyển động vuông gócvới một từ trường. Ông ta cũng đã chế tạo máy phát điện từ đầu tiên được gọi làđĩa Faraday, nó dùng một đĩa bằng đồng quay giữa các cực của một nam châmhình móng ngựa. Nó đã tạo ra một điện áp DC nhỏ và dòng điện lớn. Dynamo Dynamo là máy phát điện đầu tiên có khả năng cung cấp điện năng cho côngnghiệp. Dynamo sử dụng nguyên lý cảm ứng điện từ để biến đổi năng lượng quaycơ học thành dòng điện xoay chiều. Cấu tạo của dynamo bao gồm một kết cấu tĩnhmà nó tạo ra từ trường mạnh và một cuộn dây quay. Ở các máy phát dynamo nhỏ,từ trường được tạo ra bằng các nam châm vĩnh cữu, đối với các máy lớn, từ trườngđược tạo ra bằng các nam châm điện. Máy phát dynamo đầu tiên dựa trên nguyên lý Faraday được chế tạo vàonăm 1832 do Hippolyte Pixii- một nhà chế tạo thiết bị đo lường. Máy này đã sửdụng một nam châm vĩnh cửu được quay bằng một tay quay. Nam châm quay đượcđịnh vị sao cho cực Nam và cực Bắc của nó đi ngang qua một mẫu sắt được quấnbằng dây dẫn. Pixii phát hiện rằng nam châm quay đã tạo ra một xung điện trongdây dẫn mỗi lần một cực đi ngang qua cuộn dây. Ngoài ra, các cực Bắc và Nam củanam châm đã tạo ra một dòng điện có chiều ngược nhau. Bằng cách bổ sung mộtbộ chuyển mạch, Pixii đã có thể biến đổi dòng điện xoay chiều thành dòng điệnmột chiều. Không giống như đĩa Faraday, nhiều vòng dây được nối nối tiếp được sửdụng trong cuộn dây chuyển động của dynamo. Điều này cho phép điện áp đầu cựccủa máy cao hơn so với đĩa Faraday tạo ra, do đó điện năng có thể phân phối ởmức điện áp thích hợp. Mối quan hệ giữa chuyển động quay cơ học và dòng điện trong dynamo làquá trình thuận nghịch, nguyên lý về mô tơ điện đã được phát hiện khi người tathấy rằng một máy dynamo có thể tạo ra cho một máy dynamo thứ hai quay nếucấp dòng điện qua nó. Jedlik dynamo Động cơ điện đơn cực (dynamo) của Ányos Jedlik (1861) Năm 1827, Anyos Jedlik bắt đầu thử nghiệm với các thiết bị quay có từ tínhmà ông gọi là các rotor tự từ hóa. Trong mẫu vật đầu tiên của một bộ khởi độngđơn cực, (đã được hoàn tất trong khoảng 1852 và 1854) cả phần tĩnh lẫn phầnquay đều là nam châm điện. Ông đã trình bày nguyên lý của dynamo ít nhất là 6tháng trước Ernst Werner von Siemens và Charles Wheatstone. Trên thực chấtnguyên lý của nó là thay vì sử dụng nam châm vĩnh cửu, thì dùng 2 nam châm điệnđối xứng nhau để tạo ra từ trường bao xung quanh rotor. Gramme dynamo Cả hai thiết kế trên đều tồn tại một vấn đề như nhau: Chúng tạo ra nhữngxung dòng điện nhọn đầu không mong muốn. Antonio Pacinotti, một nhà khoa họcngười Ý đã tìm cách giải quyết vấn đề bằng cách thay các cuộn dây tròn bằng cáccuộn dây hình xuyến, tạo ra bằng cách quấn trên một vòng thép. Như vậy luôn cómột số vòng của cuộn dây sẽ thông qua từ trường, và làm cho điện áp, dòng điện códạng phẳng hơn.Zénobe Gramme đã thực hiện lại thiết kế này vài năm sau đó khithiết kế một số nhà máy điện ở Paris trong thập niên 1870. Thiết kế này bây giờđược gọi là Gramme dynamo. Những phiên bản khác nhau đã được phát triển, vàchế tạo từ dây, nhưng nguyên lý cơ bản về những cuộn dây xếp theo vòng đã trờthành trái tim của tất cả các dynamo hiện nay. Khái niệm Máy phát điện làm di chuyển dòng điện nhưng không tạo ra điện tích. Nhữngđiện tích này sẵn có trong trong phần dẫn điện của dây quấn. Một cách nào đấy, nócó thể ví với một cái bơm, tạo ra dòng nước chảy nhưng không tự ...