军队的事情吩咐魏忠去招人，这不是一时半会儿能解决的。朱棣就考虑着接下来自己最需要什么？

首先自己最需要各种高性能的钢铁材料，而且种类很多，比如之前玻璃窑需要的球墨铸铁，机床的刀具需要需要的高速钢，生产发电站的涡轮叶片需要的合金钢，做枪支需要的合金钢……这些材料需求都是急需自己去解决的，而且这个时代并没有这些性能优异的钢铁材料。

所以目前对于朱棣来说，钢铁的大规模生产远没有小规模生产这些各种特种钢来得重要。

那么需要这么多需要这么多种类，而且产量要求还很低的钢材，用什么生产呢？这个时代的高炉？这是不可能的，这个时代的高炉还非常原始，炼钢都炼不出来，去炼各种元素配比要求严格的合金钢，那就是在梦里。

至于自己设计建造一个，可以是也可以的，但是时间太长了，解决不了燃眉之急。

所以朱棣首先就想到了小型电弧炼钢炉。这是用直流电之间产生的电弧，加热钢铁，达到炼钢的目的，理论上来说，就跟焊接的电弧焊原理差不多。但是这就需要电了。

所以这就需要一个先期的、结构简单的直流发电站，这个发电站朱迪计划用来做一个小型电弧炼钢炉，这个炼钢炉可以很小，可能只有后世实验室用的那么大。但是足够朱棣救急使用了，就算再大，朱棣也没有那么电量来满足它的要求。

并且这个电站还需要承担相当大一部分其他计划的用电，首先，朱棣需要用这一个发电站的带动一部分机床的运转，来粗加工一些零件，一下要求不高的就可以直接使用，而对于精度要求高的，就只有再让钳工慢慢磨了。这样可以极大加快朱棣的零件加工速度，相当大一部分工程都能加快速度。

朱棣还需要一部分的电力用于化学电解方面，如电解氯化钠，可以得到氯气（制盐酸），氢气（冶金还原剂），氢氧化钠。光是三酸两碱就解决了两个。电解各种熔融盐，可以得到相应的金属单质。这都是最重要的工业基础原料。

电力对于朱棣来说就是典型的僧多肉少。

按目前的工艺程度，朱棣首选是水力涡流发动机，这是朱棣以前看过的一个设计，零件加工难度不大，一个涡轮叶片、一个直流发电机、一个圆形水槽，就可以组成一个发电站了。

因为它是通过涡流发电，主要流程是把河里的水分出一个小支流出来，引入一个修成圆形的水路中，水从圆心（同时也是发电机叶片处）向下流出，因为水流经过影响后，会在发电机叶片处形成涡流，带动发电机叶片转动，生产电力，这种结构有效增加了水力利用率。

他看过一个圆形涡流河道为直径2米左右、1.5米的落差，为此设计的涡流发电机，它能达到十二千瓦。这已经是非常不错了。

最最总要的是，这种发电机结构简单，土木施工难度几乎等于没有，是目前最适合朱棣小规模发电，就是单个功率也有点小（单个修太大会导致土木施工的难度加大，电机叶片要求也骤然增加。），多修几个就应该能够朱棣目前使用。

当然以后肯定是要修跟大型的水力发电站的，比较大型发电站动不动就是上百万千瓦，这种涡流发电机是怎么也赶不上的，这个东西只能说是过渡一下，小打小闹而已。

既然选好了总体方案，那么朱棣就可以开始设计了，首先是要选直流还是交流？

当然这里是选直流了，朱棣当然知道交流电是后面大规模运用电力的基础，交流电的优点朱棣也能数出一大堆来，那么朱棣为什么不选？

最主要的是朱棣需要把一部分电力用于电解，而朱棣目前也没有电力整流元件，那需要二极管、电容、电阻等元件，这些东西小功率的朱棣还能想办法DIY一下，但是大概率就不是朱棣目前能解决的了。

总不可能用交流电去电解吧？那就是在开玩笑……

所以虽然直流电动机因为存在换向器，制造、维护复杂，价格较高。但是也只能咬咬牙上了。

而且这次设计的发电机，从结构来看，这个发电机和之前自己设计的给平板充电的是不同的。首先，最明显的是它并不会用到磁铁，提供磁场的部件变为了励磁系统，就是通过电磁感应现象提供磁场的一个电磁铁组。

直流发电机由定子、转子、端盖.电刷.机座及轴承等部件构成。

定子由机座、定子铁芯、线包绕组、以及固定这些部分的其他结构件组成。这也就是励磁系统。

转子由转子铁芯、转子磁极（有磁扼.磁极绕组)、滑环、风扇及转轴等部件组成。它连接中水中的发电机叶片，提供动力。

整个发电机通过轴承、机座及端盖将发电机的定子，转子连接组装起来，使转子能在定子中旋转，通过滑环通入一定励磁电流，使转子成为一个旋转磁场，定子线圈做切割磁力线的运动，从而产生感应电势，通过接线端子引出，接在回路中，便产生了电流。

从功率问题来看，发电机的定子是有功源，产生感应电动势、电流，在原动力（水力）的拖动下，向外输出交流电的有功，由原动力决定有功功率的大小。

发电机的转子是无功源、绕组从外部引入直流电建立磁场，在原动力的拖动下，向外输送交流电的无功，由外部输入（多数用发电机自发的交流电而得）的直流电决定无功功率的大小。

这其中两个概念，无功功率和有功功率。简单的解释一下就是，

有功功率是保持用电设备正常运行所需的电功率，也就是将电能转换为其他形式能量(机械能、光能、热能)的电功率。比如：这里的定子就是把电力转化为磁场；

无功功率比较抽象，它是用于电路内电场与磁场的交换，把一种能量转化为另一种形式的能量，这里就是把水力的机械能转化为电能。

换句话说就是，水力越强，转子产生的电力越强，而产生的电力越强，输入定子的功率越大，产生的磁场也会越强。所以从电磁原理来说，转子和定子是精密联系的。

这就是发电机的理论设计部分，接下来就是实现它。

粗略一看电动机的设计，就能看到有许多加工难点，比如说轴承，比如说转轴……等等，而且就是完成了，材料也不过关，需要经常维护的。

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