Esimene kolmefaasiline ülekanne Laufenist Frankfurti

Vahelduvvoolutehnoloogia aluseks olevate põhimõtete kõige üldisem ja esimene tehniline teostus oli kuulus Laufen-Frankfurt jõuülekanne, mis on terviku loomise ja arendamise jaoks nii oluline. AC tehnoloogia.

Maini-äärsest Frankfurdist (Heilbronni linna lähedal) 175 km kaugusel Laufeni linnas asus väike tsemenditehas, mis kasutas oma energiavajadusteks Neckari jõe energiat. 1890. aastal tekkis Frankfurdi jõuülekande idee ning saksa tööstur ja leiutaja Oskar von Müller (1855–1934) hakkas selles küsimuses erinevate ettevõtetega läbi rääkima.

Aasta lõpus otsustati, et tsemenditehas tarnib selleks oma turbiini Neckarile, Maschinenfabrik Oerlikon generaatoriga Laufenile ja General Electricity Company (AEG) elektrimootoriga Frankfurtile.

Laufenist Frankfurdi suunduva ülekandeliini tootsid kaks ettevõtet ühiselt, kuid esimestest sammudest pidi elektrotehnika silmitsi seisma teatud raskustega.Oscar von Miller ja teised selle äri edendajad pidid ületama mitmeid maaomanike ja ettevõtete seatud takistusi.

Vene leiutaja Mihhail Osipovitš Dolivo-Dobrovolski (1861 — 1919) töötas AEG firmas alates 1887. aastast. Selles ettevõttes töötades lõpetas M. O. Dolivo-Dobrovolsky oma kuulsa töö kolmefaasilise voolu kohta, mis tegi autori maailmakuulsaks ja muutis elektrienergia kasutamise ja edastamise tehnikat.

Ta sai mitu patenti kolmefaasiliste trafode, mootorite ja generaatorite jaoks. Huvitav on ka märkida: selle trafo disain on kuni viimase ajani säilinud praktiliselt ilma põhjapanevate muudatusteta.

M. O. Dolivo-Dobrovolski

Dolivo-Dobrovolski juhtis esmakordselt tähelepanu tehnilisele lahendusele, mis viis vasest elektriliinide märkimisväärse kokkuhoiuni – kolmefaasiliste liinide kasutamisele vahelduvvoolu ülekandesüsteemides. Tänu temale algas ettevõtte arengus uus etapp. AEG, mis osutus uue kehtiva süsteemi valdkonna olulisemate patentide monopoolseks omanikuks.

Peavoolu teadus-, tehnikaajakirjandus ja inseneriringkonnad reageerisid ülekandeprojektile negatiivselt ja ennustasid, et Frankfurti jõuab vaid 5% energiast. Palju muretseti telefoniliinide saatuse pärast. Üldiselt kohtas esimene kolmefaasiline ülekanne sama vaenuliku takistusega nagu esimesed raudteed, esimene alalisvooluülekanne jne.

Liin on aga ehitatud. See koosneb kolmest 8 m kõrgusel postidele riputatud vaskjuhtmest Kolmefaasilise õhuliini jaoks oli vaja umbes 3000 posti, 9000 õliisolaatorit ja 60 tonni 4 mm läbimõõduga vasktraati. Lennufirmat opereeris peamiselt raudtee.

Vool kantakse üle 8500 V pinge all (seepeale viidi läbi veel kaks katseseeriat, mille käigus edastatava voolu pinge tõusis 15000 ja 25000 V-ni) Laufenist Maini-äärses Frankfurdis. Kolmefaasiline elektriliin käivitati Frankfurdis rahvusvahelise elektrotehnikanäituse ajal 1891. aastal. Sellel näitusel demonstreeriti esimest korda kolmefaasilist voolu uue süsteemina.

Kogu jõuülekande projekteerisid ja ehitasid AEG ja Maschinenfabrik Oerlikon Oskar von Milleri ja Mihhail Osipovich Dolivo-Dobrovolsky juhtimisel. Trafopaigaldise, generaatorid ja õliisolaatorid projekteeris tehnoloogiaajalukku ereda jälje jätnud disainer ja insener, leiutaja ja ettevõtja Charles Brown Jr. (1863 — 1924).

Esimese kõrgepinge kolmefaasilise elektri jõuülekande ametlik käivitamine rahvusvahelisel elektrotehnikanäitusel toimus teisipäeval, 25. augustil 1891 kell 12 päeval. Esimene testkäivitamine lõppes paar päeva varem.

Laufenis toidab turbiin kolmefaasilist Brauni generaatorit. See on tüüpiline 90ndate auto. XIX sajand, üks esimesi kolmefaasilisi generaatoreid. Siin pöörleb elektromagnet teda ümbritseva statsionaarse armatuuri ees.

Armatuur koosnes 96 vardast, mis olid omavahel ühendatud kolme mähisega, millest igaühes muutus vool faasinihkega 120 °. Staatori vool täiskoormusel oli kuni 1400 A, mis eeldas ligi 30 mm läbimõõduga jämedate vaskvardade kasutamist ja kuumakindlat isolatsiooni asbestitorude abil.

Akude poolt antav ergutusvool suunatakse rootorisse läbi kahe vasktraadi, mis on kinnitatud generaatori esiosas telje külge kinnitatud rullikutele. Generaatori nimiväärtus on 150 pööret minutis.Kolmefaasilise vahelduvvoolu sagedus oli 40 Hz.

See generaator annab voolu 55 V, mida võimendab trafo. Frankfurdis alandas teine ​​trafo 65 V-ni. Kasutati kahte õlijahutusega trafot, üks 100 kVA firmalt AEG ja teine ​​150 kVA firmalt Maschinenfabrik Oerlikon.

Raudteejaam Laufenis

Frankfurdis toimuval elektrinäitusel juhib voolu 100 hj kolmefaasiline Dolivo-Dobrovolsky mootor. küla, mis töötas hüdropumbaga, mis varustas vett eredalt valgustatud kümnemeetrise dekoratiivse kose jaoks.

See oli sel ajal võimsaim kolmefaasiline asünkroonmootor maailmas. Lisaks valgustasid näitust 1000 hõõglampi, mille keskel oli silt "Laufen-Frankfurti elektriliin". Allpool on liini pikkus - 175 km ja küljel - katse läbi viinud ettevõtete nimed - "Oerlikon" ja "AEG".

Dolivo-Dobrovolski elektrimootor

Laufen-Frankfurt ülekandeskeem

Laufen-Frankfurt jõuülekannet on laialdaselt uuritud. Ekspertkomisjon viis läbi masinate üksikasjalikud katsetused.

Selle komisjoni järeldused on järgmised: elektrienergia ülekanne 170 km kaugusel vahelduvvooluga pingel 8500 V palja vasktraadiga annab 68,5–75,2% Laufenis toodetud energiast Frankfurti. Edastuskadusid piiras juhtmete takistus. Võimsuse mõju oli täiesti tühine. Ülekanne oli sujuv, turvaline ja korrektne nagu mitmesajavoldise pinge ja mitmemeetrise vahemaa juures.

Sellel järeldusel oli suur ajalooline tähtsus, sest Laufen-Frankfurt jõuülekande kaudu ühendas see kõik uue elektrotehnika ühendused, sealhulgas kolmefaasilise generaatori ja mootori, trafo ja kõrgepinge vahelduvpinge.

Charles Browni kolmefaasiline dünamo näitas kontrollikomisjoni dokumentide järgi 93,5% efektiivsust. koorem oli 190 liitrit. c Trafode kasutegur on 96%.

Mehaanilise energia elektrienergiaks muutmise ja elektrienergia tagasi mehaaniliseks energiaks muutmise printsiip, põhimõte, mis kätkeb endas elektri poolt toodetud revolutsiooni, sai vahelduvvoolutehnoloogias adekvaatse kuju, vahelduvvoolutehnoloogia ise, alates sellest ülekandest, arenes välja vormi all. kolmefaasiline elektrotehnika.

Näitusega samaaegselt toimunud kongressil tegi M. O. Dolivo-Dobrovolsky mahuka ettekande, milles tõi välja kolmefaasiliste vooluahelate teooria alused. Tema kõne oli lähtepunktiks paljudele järgnevatele teoreetilistele töödele ja selle uue tööstuse arengutele.

Näituse olulisim sündmus oli "1891. aasta rahvusvaheline elektriinseneride kongress Maini-äärses Frankfurdis", mis toimus 7.-12. septembrini.

Rahvusvahelise elektriinseneride kongressi osalejate külastus Laufenis asuvasse elektrijaama. Charles Brown (ülemine rida paremalt neljas). Esiplaanil: Emile Rathenau (vasakul 6.), Marcel Despres (vasakul 7. kohal), Gisbert Kapp (kahe eespool), dr John Hopkinson (vasakul 8. kohal), vahetult tema taga — Peter Emile Huber, William Henry Preece (paremalt 2.), Postimees Friedrich Ebert (1. paremalt).

Viimase punkti Frankfurdi näituse töös pani paika üksikasjalik kaheköiteline "ametlik aruanne", mis kajastas kõigis üksikasjades selle korraldust, tööd ja ajakirjanduse kajastust.

Gram ja teised disainerid on generaatoreid ehitanud alates 1970. aastatest. XIX sajandil. 1980. aastatel ilmus palju uusi disainilahendusi (Cypernovsky, Morday, Forbes, Thomson, Ferranti jne).

Ferranti auto

Magnetvälja pöörlemise põhjuste mõistmiseks tegid kõige rohkem Itaalia professor Galileo Ferraris ja Ameerika insener Serbiast. Nikola Tesla… Üksteisest sõltumatult jõudsid nad sarnaste tulemusteni. Peaaegu samal ajal, 1888. aastal, andsid nad oma tööst aru. Nikola Tesla kirjeldab erinevaid mitmefaasilisi süsteeme. Sobivaimaks peab ta aga ka kahefaasilist.

See võeti kasutusele Ameerikas ehitatud Niagara hüdroelektrijaamas, mis oli oma aja kohta tohutu, aga ka mitmes teises rajatises Euroopas. Kuid varsti pärast kolmefaasilise voolu esimest ülekandmist Laufenist Frankfurti tõestasid Euroopas levinud kolmefaasilised süsteemid oma eeliseid ja sundisid ameeriklasi muutma "Tesla süsteemid" kolmefaasiliseks.

1990. aastatel läksid nad üle ühefaasiliste vahelduvvoolugeneraatorite asemel mitmefaasilistele. Sel juhul kuulub põhikrediit Dolivo-Dobrovolskyle - enne teda kasutasid nad ühefaasiliste masinate odavat ühendust.

Pärast näitust kasutati generaatorit Heilbronni toiteks, millest sai seega esimene linn maailmas, mis sai kolmefaasilise voolu. Algne generaator asub praegu Müncheni Deutsches Museumis.

Laufeni generaator muuseumis

Võib julgelt öelda, et ajavahemikul 1888–1891töötati välja kõik kolmefaasilise elektrisüsteemi põhielemendid, mis on täielikult säilitanud oma tähtsuse ning on tänapäeval laialdaselt kasutusel ja arendatud.

Elektrienergia edastamine Laufenist Maini-äärse Frankfurti näitab veenvalt võimalust leida põhimõtteline lahendus tsentraliseeritud elektritootmise ja selle pikkade vahemaade ülekandmise keerulisele probleemile.

Frankfurdi näituse tähtsus seisneb ka selles, et sellel oli tohutu mõju avalikule arvamusele. Kaasaegsed peavad Frankfurdi näitust otsustavaks pöördepunktiks elektrivarustuse ajaloos. Elektrotehnikast on saamas juhtiv tehnoloogia. Võitjateks osutusid vahelduvvooluettevõtted ja ainult alalisvooluga ettevõtted alustasid kiiresti vahelduvvoolutehnoloogia litsentside hankimist.

Emil Rathenau võttis kokku energia edastamise edu nii suure vahemaa tagant: "Hiljutised edusammud võimaldavad meil ehitada suurepäraseid energiat tootvaid keskusi kõikjal – mägedes ja mererannas, et kasutada ära mägiojade ja loodete energiat ning kõige enam - suured jõekärestikud - muuta need, seni energia raiskamine, kasulikuks elektriks, transportida seda ükskõik millisesse kaugusesse ning seal levitada ja mis tahes viisil kasutada. »

Kolmefaasilise vahelduvvoolu pilootülekandega Laufenist Frankfurti 1891. aastal algas kogu tänapäevane elektrifitseerimine.