第六章 生产电能控制电流
第六章 生产电能控制电流 (第2/3页)
组图，都由爱迪生作了独创的改进。这些机器是在美国进行批量生产的头一批电机。这在当时（1880年）也是世界上功率最大的发电机。爱迪生也制造出了单极盘形电枢发电机，而这个电枢的绕组就像车轮的轮缘一样，安装在电枢的周边上。这是根据傅科旋转机制造发电机的第一次尝试。配置在一个强磁铁两极间的这种旋转机圆盘上，会产生出呈辐射状的电动势（如同法拉第圆盘上产生的电动势一样）。爱迪生用两块磁铁来代替一块磁铁，而用带有辐条的轮（其外围有绕组）来代替圆盘。这种设计的原理是新奇的，但采用这些机器不如采用其他机器合算。英国电工技师约翰·霍普金森在1886年，改进了爱迪生上述类型的发电机。这种新发电机获得了爱迪生—霍普金森机的名称，并在英国和美国进行了批量生产。这也是直流双极发电机。霍普金森所作的最重要的改进涉及到磁路，但在这种情况下发电机的外形就大大改变了。霍普金森不用爱迪生在大功率的电机中所采用的增加磁芯数的办法，而是只留下两个磁芯，即一边一个磁芯。每个磁芯都非常牢固地用自己的一端同一个极端连接起来，而用自己的另一端同磁轭连接起来。与爱迪生以前的发电机类型比较，铁芯横截面增大了，但铁芯却短了，而机器的高度也明显缩小了。铁芯截面或是圆形的，或是有斜着切去了角的长方形的。爱迪生—霍普金森机中的磁路变短了，但横截面却变宽大了。霍普金森也改进了电枢结构，增加了电枢中的钢量，减少了磁路的这部分磁阻。爱迪生—霍普金森机的效率增大了。电磁铁的励磁绕组是正方形截面，这就节省了地方，缩小了外形。极强的磁场和弱的磁阻的电枢，是这种发电机的主要特点。整流电刷也分成了单独的几个部分，这样就可以随时更换其中一部分，而并不破坏电路。中性点和各个电刷的配置都选择得很合适，从而把打火花现象完全消除了。这些发电机的效率超过了0.93。从爱迪生在设计电机方面的思想的发展观点来看，他在门罗园时为推动各种试验而制造的小型蒸汽发电机，是令人感兴趣的。原动机的工作轴上装有发电机转子；形成了结构非常紧凑的机组。这一发电机促使爱迪生产生了要制造适合于集中发电机的电站使用的功率更大的发电机组的念头。
三
当爱迪生着手设计纽约市（珍珠街）第一座发电站的时候，他就开始设计与蒸汽发动机有一个共同轴的功率强大的发电机。这种发电机比以前的爱迪生发电机的结构更为紧凑，因此在电站里安装只需要一小块地方。发电机得到了“贾姆博”这个名称：这是人们给动物园的大象起的绰号。专门制造的200马力的蒸汽机是原动机。“贾姆博”发电机有一个特别强的磁场，机中的转子绕组是棒形的；机组的重量为27吨，而其电枢本身就重达6吨。这个发电机供给电力网900安培的电流，其电压为110伏。第一台发电机是为1881年的巴黎博览会制造的，并在那里给观众留下了深刻的印象：这个发电机的电能是供给博览会各陈列馆和博览会地区中的1200盏白炽灯使用的。这就表明，这是当时已有的发电机中发电量最大的一个，同一年，这个发电机还在伦敦水晶宫展览会上展出。我们所举出的图就是“贾姆博”发电机，图的左前方是“贾姆博”发电机的蒸汽发动机部分，其横向轴，通向机组中间的发电机体内，发电机转子就安装在这根轴上（见插图）。
在建造纽约公用电站之前，爱迪生就已制造出几个很有意义的照明设备。门罗园的照明设备（1879年），目的是要用白炽灯来演示各种不同的照明情况，而后来制造的其他设备就提供了丰富的试验性的使用情况的资料。根据爱迪生和“爱迪生电灯公司”签订的协议，发明者要把两项重要发明——白炽灯和电照明系统——的商业经营权交给该公司。爱迪生的第一个商业性的照明系统，安装在“哥伦比亚”号轮船上。惯于造谣中伤的人们预言这种设备会遭到失败，并将给整个电照明设想带来无法弥补的损失。而事实粉碎了这一预言：这个照明设备顺利地使用了15年。同一种设备在伦敦的霍尔本天桥、米兰的拉斯卡拉歌剧院、“黎塞留”号巡洋舰等处，都运转得很好。
商店、独家住宅、旅店、企业等单独安装照明设备的需求量迅速增长，这就要求迅速建立从事安装个人照明系统的专门公司。这一公司组织起来了，名为“爱迪生个体用户照明设备安装公司”。在1882年年中以前，共计有67台这样的设备在美国使用，给10424盏电灯供电。这年年终，设备安装数量又增加一倍多。
珍珠街电站是爱迪生为发展纽约市一个区的电照明而建立的第一座公用电站，它的投入使用是电工学史上一个非常重要的时刻。这个电站成了研究和改进爱迪生照明系统的学校和实验室。巴黎展览会（1881年）、伦敦展览会（1882年）、慕尼黑展览会（1882年）上所展出的爱迪生系统方面的电照明展品，实际上不过是宣传白炽灯电照明系统的直观手段，还不能包括电照明系统的全部特点。建设电站生产电能出售给用户，并不断维修用户的各种设备，保证其性能可靠，是很有必要的。早在建设电站之前，爱迪生就把第五大街第65号楼租赁下来，安置上了办公室陈列厅。该楼共四层全部都装满了要演示其性能的展品。这里安装了一台小型蒸汽发动机，它用来带动供给这座楼房照明系统用的发电机。楼内演示了大枝型吊灯和普通的单管灯等各种照明方法，夜里就专门进行试验和有趣的专门演示。富翁们偕夫人参观了这些展品。他们当中有许多人看了所展出的展品后，表示希望在自己家中和事务所里安装这种照明设备。因此，由于独家住宅、大公司事务所、剧院等安装电照明的需要，自备发电站的订货量大大增加了。爱迪生不满足于这一类订货，他知道，在订货者那里的照明设备安装完毕，自备发电站投入使用之后，如果把订货人以后因灯泡烧坏而需要购买灯泡替换的情况除外，那么与他们的关系就算从此中断。爱迪生想创造一些条件，使中等收入和收入少的广大用户都能用得起电灯照明，使电站与用户间的商业联系变成长期的。为此，只有通过建发电站，并由发电站在用户那里安装照明设备和为用户经常服务。把照明系统用于商业经营的试验，就从建筑珍珠街电站开始了。为选定建筑电站的最合适地点，爱迪生研究了标有事务所、商店、车站、剧院和企业的15×5英尺的纽约大地图。他详细研究了下曼哈顿的一个区，因为他认为，那里很快就会有大量用户。他往这个区派了大批调查人员，并一家不漏地走访了各家，弄清楚居民和各种机关在电费与瓦斯照明费用相同的条件下，是否同意改用电照明。调查人员也调查登记了将来可以用电动机代替的小型动力设备。这些资料成了设计电站和制定空中和地下电缆网的电力线路图的依据。
经过计算确定，电站需要有一个边长为0.5英里的四方形有效区。
（本章未完，请点击下一页继续阅读）