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1866年,德国的西门子发明了自励式直流发电机;1869年,比利时的格拉姆制成了环形电枢,发明了环形电枢发电机。这种发电机是用水力来转动发电机转子的,经过反复改进,于1847年得到了3.2KW的输出功率;1882年,美国的戈登制造出了输出功率447KW,高3米,重22吨的两相式巨型发电机;1896年,特斯拉的两相交流发电机在尼亚拉发电厂开始劳动营运,3750KW,5000V的交流电一直送到40公里外的布法罗市。
集电环上加工有轴向和径向通风孔。表面的螺旋构可以改善电刷与集电环的接触状况,使电刷之间的电流分配均匀。两集电环间设有风扇以冷却滑环和电刷。为了能在发电机运行时、迅速地更换电刷,采用了盒式刷握结构。每次可换一组(4个)电刷。通入转子励磁电流的电刷是由天然石磨材料粘结制成。碳刷具有低的摩擦系数和自润滑作用。每个碳刷带有两柔性的铜引线(即刷辫)。采用恒压式盘簧径向地装在刷盒上,从而在电刷长度达到磨损限之前没必要调整弹簧压力。弹簧的压力施加在碳刷中心线上,弹簧是一种螺旋式的,压力是恒定的。
当发电机接上对称负载后,电枢绕组中的三相电流会产生另一个旋转磁场,称电枢反应磁场。其转速正好与转子的转速相等,两者同步旋转。同步发电机的电枢反应磁场与转子励磁磁场均可近似地认为都按正弦规律分布。它们之间的空间相位差取决于空载电动势E0与电枢电流I之间的时间相位差。电枢反应磁场还与负载情况有关。当发电机的负载为电感性时,电枢反应磁场起去磁作用,会导致发电机的电压降低;当负载呈电容性时,电枢反应磁场起助磁作用,会使发电机的输出电压升高。
二级配电设备,是动力配电柜和电动机控制中心的统称。动力配电柜使用在负荷比较分散、回路较少的场合;电动机控制中心用于负荷集中、回路较多的场合。它们把上一级配电设备某一电路的电能分配给就近的负荷。这级设备应对负荷提供保护、监视和控制。