Pirmā trīsfāžu transmisija no Laufen uz Frankfurti

Vispārīgākais un pirmais tehniskais maiņstrāvas tehnoloģijas pamatā esošo principu iemiesojums bija slavenā Laufen-Frankfurt transmisija, kas ir tik svarīga kopuma radīšanai un attīstībai. Maiņstrāvas tehnoloģija.

175 km attālumā no Frankfurtes pie Mainas (netālu no Heilbronnas pilsētas) Laufenas pilsētā atradās neliela cementa rūpnīca, kas savām enerģijas vajadzībām izmantoja Nekaras upes enerģiju. 1890. gadā Frankfurtē radās ideja par elektroenerģijas pārvadi, un vācu rūpnieks un izgudrotājs Oskars fon Millers (1855-1934) par šo jautājumu sāka risināt sarunas ar dažādiem uzņēmumiem.

Gada beigās tika nolemts, ka cementa rūpnīca šim nolūkam piegādās savu turbīnu Nekarai, Maschinenfabrik Oerlikon piegādās ģeneratoru Laufen, bet General Electricity Company (AEG) - elektromotoru Frankfurtei.

Pārvades līniju no Laufen līdz Frankfurtei abas kompānijas ražoja kopīgi, taču jau no pirmajiem soļiem elektroinženierijai nācās saskarties ar zināmām grūtībām.Oskaram fon Milleram un citiem šī biznesa virzītājiem bija jāpārvar virkne šķēršļu, ko radīja zemes īpašnieki un uzņēmumi.

Krievu izgudrotājs Mihails Osipovičs Dolivo-Dobrovoļskis (1861 — 1919) AEG uzņēmumā strādāja no 1887. gada. Atrodoties šajā uzņēmumā, M. O. Dolivo-Dobrovolskis pabeidza savu slaveno darbu par trīsfāzu strāvu, kas padarīja autoru pasaules slavenu un radīja revolūciju elektriskās enerģijas izmantošanas un pārvades tehnikā.

Viņš saņēma vairākus patentus trīsfāzu transformatoriem, motoriem un ģeneratoriem. Interesanti ir arī atzīmēt: tā transformatora dizains līdz nesenam laikam tika saglabāts praktiski bez būtiskām izmaiņām.

M. O. Dolivo-Dobrovoļskis

Tieši Dolivo-Dobrovolski pirmais pievērsa uzmanību tehniskajam risinājumam, kas ļauj ievērojami ietaupīt vara elektropārvades līnijas - trīsfāzu līniju izmantošanu maiņstrāvas pārvades sistēmās. Pateicoties viņam, uzņēmuma attīstībā sākās jauns posms. AEG, kas izrādījās svarīgāko patentu monopola īpašnieks jaunas pašreizējās sistēmas jomā.

Galvenās zinātniskās, tehniskās preses un inženierzinātņu aprindas tajā laikā negatīvi reaģēja uz pārvades projektu un prognozēja, ka tikai 5% enerģijas sasniegs Frankfurti. Bija lielas bažas par tālruņa līniju likteni. Kopumā pirmā trīsfāzu pārraide sastapās ar tādu pašu naidīgu pretestību kā pirmie dzelzceļi, pirmā līdzstrāvas pārvade utt.

Tomēr līnija ir uzbūvēta. Tas sastāv no trim vara vadītājiem, kas piekārti uz stabiem 8 m augstumā.Trīsfāzu gaisvadu līnijai bija nepieciešami aptuveni 3000 stabu, 9000 eļļas izolatoru un 60 tonnas 4 mm diametra vara stieples. Aviokompānija galvenokārt apkalpoja dzelzceļu.

Strāva tiek pārsūtīta ar spriegumu 8500 V (pēc tam tika veiktas vēl divas eksperimentu sērijas, kurās pārraidītās strāvas spriegums palielinājās līdz 15000 un 25000 V) no Laufenas Frankfurtē pie Mainas. Trīsfāzu elektrolīnija tika atklāta Frankfurtē Starptautiskās elektrotehnikas izstādes laikā 1891. gadā. Šajā izstādē pirmo reizi tika demonstrēta trīsfāzu strāva kā jauna sistēma.

Visu transmisiju projektēja un uzbūvēja AEG un Maschinenfabrik Oerlikon Oskara fon Millera un Mihaila Osipoviča Dolivo-Dobrovolska vadībā. Transformatora instalāciju, ģeneratorus un eļļas izolatorus projektējis Čārlzs Brauns jaunākais (1863 — 1924), dizainers un inženieris, izgudrotājs un uzņēmējs, kurš atstājis spilgtas pēdas tehnikas vēsturē.

Pirmā augstsprieguma trīsfāzu elektropārvades oficiālā atklāšana Starptautiskajā elektrotehnikas izstādē notika otrdien, 1891. gada 25. augustā, pulksten 12.00. Pirmā testa palaišana beidzās dažas dienas agrāk.

Laufenā turbīna baro trīsfāzu Braun ģeneratoru. Šis ir tipisks 90. gadu auto. XIX gadsimts, viens no pirmajiem trīsfāzu ģeneratoriem. Šeit elektromagnēts griežas priekšā stacionārajai armatūrai, kas to ieskauj.

Armatūra sastāvēja no 96 stieņiem, kas bija savstarpēji savienoti trīs tinumos, no kuriem katrā strāva mainījās ar fāzes nobīdi 120 °. Statora strāva pie pilnas slodzes bija līdz 1400 A, tādēļ bija jāizmanto biezi vara stieņi ar gandrīz 30 mm diametru un karstumizturīga izolācija, izmantojot azbesta caurules.

Akumulatoru pievadītā ierosmes strāva tiek piegādāta rotoram caur diviem vara vadiem, kas ir piestiprināti pie rullīšu gredzeniem ģeneratora priekšpusē pie ass. Ģeneratora apgriezienu skaits ir 150 apgr./min.Trīsfāzu maiņstrāvas frekvence bija 40 Hz.

Šis ģenerators nodrošina 55 V strāvu, ko pastiprina transformators. Frankfurtē vēl viens transformators pazeminājās līdz 65 V. Tika izmantoti divi ar eļļas dzesēšanas transformatori, viens 100 kVA no AEG un vēl viens 150 kVA no Maschinenfabrik Oerlikon.

Dzelzceļa stacija Laufenā

Elektrības izstādē Frankfurtē strāvu vada 100 ZS trīsfāzu Dolivo-Dobrovolsky motors. ciems, kas darbināja hidraulisko sūkni, kas piegādāja ūdeni spilgti izgaismotajam desmit metru dekoratīvajam ūdenskritumam.

Tajā laikā tas bija pasaulē jaudīgākais trīsfāzu asinhronais motors. Turklāt izstādi izgaismoja 1000 kvēlspuldžu elektrisko spuldžu, kuru centrā bija izkārtne ar uzrakstu "Laufen-Frankfurt Power Line". Zemāk ir līnijas garums - 175 km, bet sānos - eksperimentu veikušo uzņēmumu nosaukumi - "Oerlikon" un "AEG".

Dolivo-Dobrovolski elektromotors

Laufen-Frankfurt transmisijas shēma

Laufen-Frankfurt transmisija ir plaši pētīta. Ekspertu komiteja veica detalizētas mašīnu pārbaudes.

Šīs komisijas secinājumi ir šādi: elektriskās enerģijas pārvade 170 km attālumā ar maiņstrāvu 8500 V spriegumā ar tukšu vara stiepli nogādā 68,5% līdz 75,2% no Laufen saražotās enerģijas uz Frankfurti. Pārraides zudumus ierobežoja vadu pretestība. Jaudas ietekme bija pilnīgi niecīga. Transmisija bija tikpat gluda, droša un pareiza kā pie vairāku simtu voltu sprieguma un vairāku metru attālumā.

Šim secinājumam bija liela vēsturiska nozīme, jo caur Laufen-Frankfurt transmisiju tā apvienoja visus jaunās elektrotehnikas pieslēgumus, tostarp trīsfāzu ģeneratoru un motoru, transformatoru un augstsprieguma maiņstrāvas spriegumu.

Saskaņā ar pārbaudes komisijas dokumentiem Čārlza Brauna trīsfāzu dinamo uzrādīja 93,5% efektivitāti. krava bija 190 litri. c) transformatoru efektivitāte ir 96%.

Maiņstrāvas tehnoloģijā adekvātu formu ieguva princips mehānisko enerģiju pārveidot elektroenerģijā un elektrisko enerģiju pārvērst atpakaļ mehāniskajā enerģijā, princips, ko iemiesoja elektrības radītā revolūcija. Pati maiņstrāvas tehnoloģija, sākot ar šo pārraidi, attīstījās zem formas. trīsfāzu elektrotehnika.

Kongresā, kas notika vienlaikus ar izstādi, M. O. Dolivo-Dobrovolskis sniedza plašu ziņojumu, kurā viņš izklāstīja trīsfāzu strāvas ķēžu teorijas pamatus. Viņa runa kalpoja par sākumpunktu daudziem turpmākiem teorētiskiem darbiem un attīstībai šajā jaunajā nozarē.

Izstādes nozīmīgākais notikums bija "1891. gada Starptautiskais elektroinženieru kongress Frankfurtē pie Mainas", kas norisinājās nedēļā no 7. līdz 12. septembrim.

Starptautiskā elektroinženieru kongresa dalībnieku viesošanās spēkstacijā Laufenā. Čārlzs Brauns (augšējā rinda ceturtā no labās). Priekšplānā: Emīls Ratenau (6. pa kreisi) Marsels Desprē (7. pa kreisi), Gisberts Kaps (aiz abiem iepriekšminētajiem), doktors Džons Hopkinsons (8. pa kreisi), tieši aiz viņa — Pīters Emīls Hūbers, Viljams Henrijs Preiss (2. no labās), Pastnieks Frīdrihs Eberts (1. no labās).

Pēdējais punkts Frankfurtes izstādes darbā tika noteikts ar detalizētu divu sējumu "oficiālo ziņojumu", kas visās detaļās atspoguļo tās organizāciju, darbu un preses atspoguļojumu.

Ģeneratorus ir būvējuši Gram un citi dizaineri kopš 1970. gadiem. XIX gs. Astoņdesmitajos gados parādījās daudz jaunu dizainu (Cypernovsky, Morday, Forbes, Thomson, Ferranti utt.).

Ferranti automašīna

Itāļu profesors Galileo Ferraris un amerikāņu inženieris no Serbijas darīja visvairāk, lai izprastu magnētiskā lauka rotācijas iemeslus. Nikola Tesla… Neatkarīgi viens no otra viņi sasniedza līdzīgus rezultātus. Gandrīz vienlaikus, 1888. gadā, viņi ziņoja par savu darbu. Nikola Tesla apraksta dažādas daudzfāzu sistēmas. Tomēr par piemērotāko viņš uzskata arī divfāžu.

Tas tika pieņemts Niagāras hidroelektrostacijā, kas savam laikam bija milzīga, būvēta Amerikā, kā arī vairākās citās iekārtās Eiropā. Taču neilgi pēc pirmās trīsfāzu strāvas pārnešanas no Laufen uz Frankfurti Eiropā izplatītās trīsfāzu sistēmas pierādīja savas priekšrocības un piespieda amerikāņus pārveidot "Tesla sistēmas" uz trīsfāzu strāvu.

90. gados viņi pārgāja no vienfāzes maiņstrāvas ģeneratoriem uz daudzfāžu. Šajā gadījumā galvenais kredīts pieder Dolivo-Dobrovolsky - pirms viņa viņi izmantoja lētu vienfāzes mašīnu savienojumu.

Pēc izstādes ģenerators tika izmantots Heilbronnas barošanai, kas tādējādi kļuva par pirmo pilsētu pasaulē, kas saņēma trīsfāžu strāvu. Sākotnējais ģenerators pašlaik atrodas Vācijas muzejā Minhenē.

Laufen ģenerators muzejā

Droši varam teikt, ka laika posmā no 1888. līdz 1891. gadamtika izstrādāti visi trīsfāzu elektrosistēmas pamatelementi, kas pilnībā saglabājuši savu nozīmi un tiek plaši izmantoti un attīstīti mūsdienās.

Elektroenerģijas pārvade no Laufenas uz Frankfurti pie Mainas pārliecinoši pierāda fundamentāla risinājuma iespējamību sarežģītajai centralizētās elektroenerģijas ražošanas un tās pārvades lielos attālumos problēmai.

Izstādes Frankfurtē nozīme ir arī tajā, ka tai bija milzīga ietekme uz sabiedrisko domu. Laikabiedri Frankfurtes izstādi uzskata par izšķirošu pagrieziena punktu elektroapgādes vēsturē. Elektrotehnika kļūst par vadošo tehnoloģiju. Maiņstrāvas uzņēmumi kļuva par uzvarētājiem, un tikai līdzstrāvas uzņēmumi steidzami sāka iegādāties licences maiņstrāvas tehnoloģijai.

Emīls Ratenau rezumēja panākumus, kas gūti, pārraidot enerģiju tik lielā attālumā: "Pēdējie sasniegumi ļaus mums izveidot lieliskus enerģijas ražošanas centrus visur — kalnos un jūras krastā, lai izmantotu kalnu straumju un plūdmaiņu enerģiju, un plkst. visvairāk - lielās upes krāces - lai tās, kas līdz šim bija enerģijas izšķiešana, pārveidotu par lietderīgu elektroenerģiju, nogādātu to uz jebkuru attālumu un tur izplatītu un jebkādā veidā izmantotu. »

Ar trīsfāzu maiņstrāvas izmēģinājuma pāreju no Laufen uz Frankfurti 1891. gadā sākās visa mūsdienu elektrifikācija.