其实,制造电动机的原理很简单,即电磁转换,只要用一块磁铁在不动的线圈里运动,便可以产生电流。
之所以拖延到现在才想起制造发电设备,一方面是由于目前帝国的工业前沿已经到了不得不使用电力的状态。
另一方面,俞新一直认为制造钢铁和蒸汽机可以用一些办法简化工艺,但发电机等应该要有一定的工业基础。
当时俞新认为,帝国境内没有硅钢片、没有足够的铜线、没有现代化加工的冲床,就算能造出来,也不过是些两三千瓦的小发电机。
不过经过了一年的工业积累,包括铜矿的发现,解决了当时阻碍电力工业的几个关键。
首先是硅钢的问题,之所以要使用硅钢,是为了防止涡流损耗,硅钢片能带来较小的损耗率,是很理想的材料。
发电机以及电动机都需要大量硅钢片,俞新的解决办法是使用冷轧钢,也就是俗称的黑铁皮来代替。
为了验证自己的想法,俞新还专门在实验室中进行了试验,用黑铁皮替代硅钢片效果很好,并没有发现什么显着的弊病,是可以大规模工业使用的。
另外,铜矿的发现,使得工业大量使用铜的问题也得到了解决。
同时橡胶的大量进口,使得制作电线外皮成为了可能。
冲床方面,如今有了大功率蒸汽机,这个难点也不存在了。
满足了这些工业条件后,俞新便召集了工业部的工程师,从其中挑选了一部分,准备作为今后电力工业方面的工程师来培养。
于是,俞新便带着未来的电力工业工程师们,开始制造第一台发电机。
俞新将发电机的结构分为两个部分,第一个是定子,第二部分则是转子。
定子是发动机外部静止不动的部分,俞新设计成圆柱形,同时将几十根线圈按照一定方法排在定子铁芯上,并连接起来。
之所以使用定子铁芯,是因为发电机是一个磁铁在线圈里转,不过这个时候磁力小而分散,发出来的电量很少。
如果在线圈外部加上一个铁圈,也就是定子铁芯,磁力便可以集中、增强,因此可以产生更多地电。
因为铁会导电,在磁铁转动时,铁芯内部也会产生电流,也叫涡流,会使得铁芯发热,因此定子铁芯并非是整块铁做的,而是分成一片一片的铁片。
这里所用到的铁片就是俞新计划替代硅钢的黑铁皮,每片黑铁皮厚度为零点四厘米。
将他们叠在一起时,没两片之间要涂一层绝缘漆,以减小涡流。
这里的绝缘漆也是个技术难点,因为现代工业制成的绝缘漆不可能得到,所以俞新派人找遍了盆地,最终找到了桐树,制成了熟桐油。
他们将这种熟桐油,均匀的涂抹在黑铁皮铁片的一面,并且在空气中经一天干燥,即可达到绝缘效果。
发电机的另一个部分则是转子,即是转动部分。
俞新自己实验中使用的小型三千瓦发电机用的永磁铁,但他要制造出发电量更大的机器,就必使用电磁铁,它比普通磁铁磁力大,而且可以根据通过线圈的电流而改变磁力大小。
电磁铁的制造很简单,主要是一块铁外面绕上线圈即可,通过线圈的电流越大磁力就越大。
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