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1832年,法国青年电学工程师皮克希试制成功了世界上第一台手摇永久磁铁旋转的交流发电机。在这台发电机中,皮克希装上了一种最初的换向器,使发电机中产生的交流电变为能为其时的工业生产所需要的直流电,但是,皮克希的永磁发电机有两大明显的缺点。第一,它的设备比较笨重,难以借提高转速来提高功率,第二,它的原动力是人力,这也难以靠提高转速来获得大功率的电流。.在皮克希改善他的永磁式发电机的同时,其他一些人也对永磁式发电机进行了研究,并作出了一些重要发明。1833年至1835年间,萨史斯顿和克拉克等人相继发明了旋转线圈电枢、静止磁铁结构等新装置,这些新装置的引入,使发电机的运转部分大大减轻,从而提高了发电机的转速。此后,人们对发电机的原动力装置部分也进行了改革,把手摇柄改为转轴,改人手摇动为蒸汽机带动,这样,转速有了大大的提高,所产生的电量也大大增加。在上述两个改造的基础上,人们还进行了其他一些改造。到了1844年左右,在法、德、英等国家,就已经有巨大而笨拙的发电机给电解提供新的电源,并通过最初的电动机给机器提供新的动力了。永磁式发电机的诞生,第一次把由热能转变来的机械能转变为电能,从而使人类继热能之后又获得了一种具有广阔前景的新能源。
永磁发电机有哪些优点?
1.结构简单、可靠性高。永磁式发电机省去了励磁式发电机的励磁绕组、碳刷、滑环结构,整机结构简单,避免了励磁绕组易烧毁、断线,碳刷、滑环结构,整机结构简单,避免了励磁式发电机励磁式发电机励磁绕组易烧毁、断线,碳刷、滑环易磨损等故障,可靠性大为提高。
2.体积小、重量轻、比功率大。永磁转子结构的采用,使得发电机内部结构设计排列得很紧凑,体积、重量大为减少。永磁转子结构的简化,还使得转子转动惯量减少,实用转速增加,比功率(即功率、体积之份额)达到一个很高的值。
3.中、低速发电性能好。功率等级相同的情况下,怠速时,永磁式发电机要比励磁式发电机的输出功率高一倍,也就是说,永磁式发电机的实际等功率等级的励磁式发电机。
4.能显著地延长蓄电池寿命,减少蓄电池维护作业。主要原因是永磁式发电机采用的是开关式的整流稳压方法,稳压精度高,充电效果好。避免了过电流充电造成的蓄电池寿命缩短。永磁式发电机的开头式整流输出对蓄电池采用小电流脉冲充电,相同的充电电流充电效果更好,从而延长蓄电池的使用寿命。
5.效率高。永磁式发电机是一种节能产品。永磁转子结构免去了产生转子磁场所需的励磁功率和碳刷、滑环之间磨擦的机械损耗,使得永磁式发电机效率大为提高。普通励磁式发电机在1500转/分至6000转/分之间的转速范围内均匀效率只有45%至55%,而永磁式发电机则可高达75%至80%。
6.采用自启动式稳压器无需外加励磁电源。发电机只要一旋转就能发电。当蓄电池损坏时,只要发动机处于运行状态,轿车充电体系仍可正常作业。如轿车没有蓄电池,只要摇转手把或溜车,也可实现点火运行。
7.特别适合于在潮湿或尘埃多的恶劣环境下作业。
8.无线电干扰。永磁发电机无碳刷、无滑环的结构,消除了碳刷与滑环磨擦产生的无线电干扰;消除了电火花,特别适合于爆炸性危险程度较大的环境下作业,也降低了发电机对环境温度的要求。