在中国共产党的英明领导下,全国农业合作化的高潮已经到来,一百几十万个农业生产合作社已经建立起来了,农民的物质文化生活水平也将随着农业合作化的高潮而迅速提高,几年以内就要实现乡乡通电话,社社有广播。
我国广大的农村,目前大部分还没有电气化,而要建立有线广播站,便必须要有电源,如果我们用干电池作电源,就要消耗大量的干电池,因而就要大量消耗锌的用量;如果我们用油机,也要消耗大量的油料,并且不需要有专门训练的机务人员去维护和使用。
苏联在实现全国无线电化的时期。对于这个问题有许多先进的经验和创造,我们这里所介绍的就是其中的一种,这就是风力发电机,这种装置在苏联农村里是用得很多的。
风力发电机,实际上也就是利用自然界的风力来带动的发电机,所以又叫风力联动发电机组。它既不要燃料,构造又简单。所以特别适用于农村,特别是还没有电气化的农村。
风动发电机包括两部分,一部分就是利用风力产生机械力量的风动机,另一部分便是一个小型的发电机。




风力发电机可以有好些种样式:一、圆筒式的(见图1);二、旋转式的(图2);三、转子式的(图3);四、风车式的(翼式)(图4)。可是这种风动机的效率不一样大,第一种只有6-8%,第二种和第三种的效率也不高,只有10-20%,第四种的效率比较高,可以到30-42%。因此前面所说的几种都很少用或几乎不用了,只有最后一种用得普遍。我们就谈谈这种风车式的风动发电机的构造。

这种风动发电机装在一根木杆或是一个塔的顶上,上面有一根水平的轴,轴的一头便装着一个风车,风车可以是两个叶子,也可以有好些个叶子,苏联广泛采用的是两个叶子(见图5),这种风车非常适用于小型交流发电机。风车的轴便是联到一个小发电机,而轴的另一边便装着一个像飞机尾巴一样的钢片风向尾。这一套东西可以自由地在中间的垂直轴上自由旋转,能够很灵活的利用各种季节里方向不同的风。
风车的钢片叶子稍微有一些斜,约10—11°,所以当风迎面吹到叶子上的时候,风力作用到叶子上,风车便转动起来,所以能够带动发电机。
中间的发电机构造上有它的特点,它的转子是永久磁铁,定子上缠有线圈,线圈是三相的,接成三角形。转子的磁铁对着线圈一旋转,因在线圈里感应出电压来。因为转子是永外磁铁,所以不要励磁,省去了励磁的电力消耗,而且因为没有励磁,不需要励磁线圈,也就不要集流环和电刷,这就不会产生滑动接触的电花,不会对无线电收音有什么干扰。
风动发电机的构造虽然简单,可是要它稳定的工作,也有困难。因为它的风叶子的旋转既是依靠自然的风力,便受风力大小的影响,一阵大风吹来,风车很快的旋转,线圈里发出很高的电压;等到这阵风一过去,便转不快了,电压也就低了;如果没有风,就干脆不会动了,倘若来一阵暴风;又甚至于使发电机自己发出的电压就可能把自己的绝缘毁坏,或是发生其他的障碍(如大风把风车吹坏了)。不过风力机的制造上是预计到这些情况而考虑了特殊的安全装置的。

对于这样非常不稳定的工作,我们不能直接利用它发出的电来做收音机或扩音机的电源,但是我们可以把它和蓄电池配合起来使用,先利用风动发电机来给蓄电池充电,然后利用蓄电池做稳定的电源。所以风动发电机总是和蓄电池一起用的。它们的联接方法见图6。蓄电池输出的稳定电压再联接到振子整流器,升高到所需要的直流电压供给收音机或扩音机去使用。
可是这样的联接法,因为有蓄电池经常接在发电机上,在风速变化太大的情况下,遇着一阵暴风仍然可能把发电机烧掉。苏联Г.X.萨炳宁教授提供了改善风动发电机的办法,他设计的一种风力发电机,在苏联已大批制造使用,叫做BЭS-2,风车的直径是2公尺,这种风力发电机即使在暴风之下,也能稳定的工作。它的简单原理便是在风车上装了一个离心式的调速器,当风速超过一定的速度时,就会使风车叶子的偏斜度自动加大些,这样风大时车叶子受的风力就变小,风小时车叶子受的风力就变大,基本上保持了工作的稳定性,例如在普通每秒7.5公尺的风速下,风车每分钟600转,但在暴风(每秒25公尺的风速)时,也不过是每分钟750转。因此发出来的电压不会忽大忽小。
现在我们简单地介绍一下这种风动发电机的效能,在苏联境内80%的地区,每年平均风速是每秒3.5公尺到5公尺。如果照最低平均风速(每年平均风速每秒3公尺)来算,一架BЭ-2型的风力发电机每年就可以有40%的时间工作,可以发电116千瓦小时,这点电能就已经够供给功率为2瓦特的有线广播全年使用了(2瓦特的有线广播站可以供给40-60个喇叭)。
如果在风力稍大地区,每年平均风速为4-4.5公尺/秒,一架BЭ-2B型风力发电机就可以有60%的时间工作,每年能发电250千瓦小时以上,足够供给功率为6—10瓦特的一个有线广播站。这样的广播站能供给200个喇叭,已经可以适用于一个规模较大的集体农庄。
由上面的介绍就可以看出风力发电机的巨大作用,它不仅具有上述的许多优点,而且价钱便宜,工作可靠,结构安全,使用和维护也极为便利简单。
苏联的这一先进经验,解决了广大农村缺少电源的困难,值得我们特别注意和学习。(章燕翼)