ประวัติการพัฒนาเครื่องกำเนิดไฟฟ้ากังหันน้ำ Ⅲ

ในบทความที่แล้ว เราได้แนะนำมติของ DC AC “สงคราม” สิ้นสุดลงด้วยชัยชนะของ AC ดังนั้น AC จึงได้รับโอกาสในการพัฒนาตลาดและเริ่มครอบครองตลาดที่ DC เคยครอบครองไว้ หลังจาก “สงคราม” ครั้งนี้ DC และ AC แข่งขันกันที่สถานีพลังงานน้ำ Adams ที่น้ำตกไนแองการา

ในปี 1890 สหรัฐอเมริกาได้สร้างโรงไฟฟ้าพลังน้ำ Niagara Falls Adams เพื่อประเมินโครงการ AC และ DC ต่างๆ จึงได้จัดตั้งคณะกรรมการพลังงาน Niagara ระดับชาติและระดับนานาชาติขึ้น Westinghouse และ Ge เข้าร่วมการแข่งขัน ในที่สุด ด้วยชื่อเสียงที่เพิ่มขึ้นหลังจากชัยชนะในสงคราม AC / DC และความสามารถของกลุ่มนักวิทยาศาสตร์ที่ยอดเยี่ยม เช่น Tesla รวมถึงการทดสอบการส่งสัญญาณ AC ที่ประสบความสำเร็จใน Great Barrington ในปี 1886 และการดำเนินการของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าที่ประสบความสำเร็จในโรงไฟฟ้า Larffen ในเยอรมนี Westinghouse ได้รับสัญญาการผลิตเครื่องกำเนิดไฟฟ้าพลังน้ำ AC 5000P จำนวน 10 เครื่องในที่สุด ในปี 1894 เครื่องกำเนิดไฟฟ้าพลังน้ำ 5000P เครื่องแรกของโรงไฟฟ้า Niagara Falls Adams ถือกำเนิดขึ้นใน Westinghouse ในปี 1895 หน่วยแรกได้ถูกนำไปใช้งาน ในฤดูใบไม้ร่วงของปี พ.ศ. 2439 กระแสไฟฟ้าสลับสองเฟสที่ผลิตโดยเครื่องกำเนิดไฟฟ้าได้ถูกแปลงเป็นสามเฟสผ่านหม้อแปลง Scot จากนั้นส่งต่อไปยังเมือง Baffalo ซึ่งอยู่ห่างออกไป 40 กม. ผ่านระบบส่งไฟฟ้าสามเฟส

เครื่องกำเนิดไฟฟ้าพลังน้ำของโรงไฟฟ้า Adams ที่น้ำตกไนแองการาได้รับการออกแบบโดย BG Lamme (1884-1924) หัวหน้าวิศวกรของ Westinghouse ตามสิทธิบัตรของ Tesla และน้องสาวของเขา B. Lamme ก็มีส่วนร่วมในการออกแบบด้วย เครื่องนี้ขับเคลื่อนด้วยกังหันแบบโฟร์เนลลอน (แบบรันเนอร์คู่ ไม่มีท่อร่าง) และเครื่องกำเนิดไฟฟ้าเป็นเครื่องกำเนิดไฟฟ้าแบบซิงโครนัสสองเฟสแนวตั้ง 5,000 แรงม้า 2,000 โวลต์ 25 เฮิรตซ์ 250 รอบต่อนาที เครื่องกำเนิดไฟฟ้ามีลักษณะดังต่อไปนี้
(1) ความจุขนาดใหญ่และขนาดยาว ก่อนหน้านี้ ความจุเครื่องกำเนิดไฟฟ้าพลังน้ำแบบหน่วยเดียวไม่เกิน 1,000 HPA อาจกล่าวได้ว่าเครื่องกำเนิดไฟฟ้าพลังน้ำขนาด 5,000bp ของสถานีพลังงานน้ำ Adar ที่น้ำตกไนแองการาไม่เพียงแต่เป็นเครื่องกำเนิดไฟฟ้าพลังน้ำที่มีความจุหน่วยเดียวที่ใหญ่ที่สุดในโลกในขณะนั้นเท่านั้น แต่ยังเป็นก้าวแรกที่สำคัญในการพัฒนาเครื่องกำเนิดไฟฟ้าพลังน้ำจากขนาดเล็กไปสู่ขนาดใหญ่ด้วย
(2) ตัวนำอาร์เมเจอร์ได้รับการหุ้มฉนวนด้วยไมก้าเป็นครั้งแรก
(3) ในปัจจุบัน เครื่องกำเนิดไฟฟ้าพลังน้ำได้นำโครงสร้างพื้นฐานบางส่วนมาใช้ เช่น โครงสร้างร่มแนวตั้งแบบปิด 8 ชุดแรกเป็นโครงสร้างที่ขั้วแม่เหล็กอยู่นิ่งอยู่ภายนอก (แบบแกนหมุน) และ 2 ชุดสุดท้ายจะเปลี่ยนเป็นโครงสร้างทั่วไปในปัจจุบันซึ่งขั้วแม่เหล็กหมุนอยู่ภายใน (แบบสนามแม่เหล็ก)
(4) โหมดการกระตุ้นเฉพาะตัว โหมดแรกใช้พลังงาน DC ที่สร้างโดยเครื่องกำเนิดไฟฟ้ากังหันไอน้ำ DC ที่อยู่ใกล้เคียงเพื่อกระตุ้น หลังจากนั้นสองหรือสามปี หน่วยทั้งหมดจะใช้เครื่องกำเนิดไฟฟ้าพลังน้ำ DC ขนาดเล็กเป็นตัวกระตุ้น

(5) ความถี่ 25Hz ถูกนำมาใช้ ในเวลานั้น อัตราความถี่ Ying ของสหรัฐอเมริกามีความหลากหลายมาก ตั้งแต่ 16.67Hz ถึง 1000FHz หลังจากวิเคราะห์และประนีประนอมแล้ว ความถี่ 25Hz ก็ถูกนำมาใช้ ความถี่นี้ได้กลายเป็นความถี่มาตรฐานในบางส่วนของสหรัฐอเมริกามาเป็นเวลานาน
(6) ในอดีต ไฟฟ้าที่ผลิตโดยอุปกรณ์ผลิตไฟฟ้าส่วนใหญ่ใช้เพื่อการให้แสงสว่าง ในขณะที่ไฟฟ้าที่ผลิตโดยโรงไฟฟ้า Niagara Falls Adams ส่วนใหญ่ใช้เพื่อการผลิตไฟฟ้าในอุตสาหกรรม
(7) การส่งไฟฟ้ากระแสสลับสามเฟสเชิงพาณิชย์ระยะไกลได้เกิดขึ้นจริงเป็นครั้งแรก ซึ่งมีบทบาทเป็นตัวอย่างในการส่งและการใช้งานไฟฟ้ากระแสสลับสามเฟสอย่างกว้างขวาง หลังจากดำเนินการมา 10 ปี หน่วยผลิตไฟฟ้ากังหันน้ำ 5000bp จำนวน 10 หน่วยของสถานีพลังงานน้ำ Adams ได้รับการปรับปรุงและเปลี่ยนแปลงอย่างครอบคลุม หน่วยทั้ง 10 หน่วยได้รับการแทนที่ด้วยหน่วยใหม่ขนาด 1,000HP และ 1,200V และมีการติดตั้งหน่วยใหม่ขนาด 5,000P อีกหน่วยหนึ่ง ทำให้กำลังการผลิตติดตั้งรวมของสถานีพลังงานถึง 105,000hp

ในที่สุด AC ก็ชนะการต่อสู้ของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าพลังน้ำแบบกระแสสลับโดยตรง ตั้งแต่นั้นมา พลังงานไฟฟ้ากระแสตรงก็ได้รับความเสียหายอย่างมาก และ AC ก็เริ่มส่งเสียงร้องและโจมตีตลาด ซึ่งยังกำหนดทิศทางสำหรับการพัฒนาเครื่องกำเนิดไฟฟ้าพลังน้ำในอนาคตอีกด้วย อย่างไรก็ตาม ควรกล่าวถึงว่าคุณสมบัติที่โดดเด่นของขั้นเริ่มต้นคือเครื่องกำเนิดไฟฟ้าพลังน้ำแบบกระแสตรงถูกใช้กันอย่างแพร่หลาย ในเวลานั้น มีมอเตอร์ไฟฟ้าพลังน้ำแบบกระแสตรงอยู่สองประเภท ประเภทหนึ่งคือเครื่องกำเนิดไฟฟ้าแรงดันต่ำ เครื่องกำเนิดไฟฟ้าสองเครื่องเชื่อมต่อแบบอนุกรมและขับเคลื่อนด้วยกังหันหนึ่งเครื่อง ประเภทที่สองคือเครื่องกำเนิดไฟฟ้าแรงดันสูง ซึ่งเป็นเครื่องกำเนิดไฟฟ้าแบบแกนหมุนคู่และขั้วคู่ที่ใช้เพลาเดียวกัน รายละเอียดจะนำเสนอในบทความถัดไป