Электроснабжение / Lektsia_3_SB

№3 Цепи переменного тока

Павел Николаевич Яблочков

14 (26) сентября 1847 — 19 (31)

марта 1894

русский электротехник, военный инженер, изобретатель и предприниматель

Астахов С.М.

№3 Цепи переменного тока

К началу весны 1876 года Яблочков завершил разработку конструкции электрической свечи и 23 марта получил на неё французский патент за № 112024, содержащий краткое описание свечи в её первоначальных формах и изображение этих форм. Этот день стал исторической датой, поворотным пунктом в истории развития электро- и светотехники, звёздным часом Яблочкова.

Свеча Яблочкова оказалась проще, удобнее и дешевле в эксплуатации, чем угольная лампа А. Н. Лодыгина, не имела ни механизмов, ни пружин. Она представляла собой два стержня, разделённых изоляционной прокладкой из каолина. Каждый из стержней зажимался в отдельной клемме подсвечника. На верхних концах зажигался дуговой разряд, и пламя дуги ярко светило, постепенно сжигая угли и испаряя изоляционный материал. Яблочкову пришлось очень много поработать над выбором подходящего изолирующего вещества и над методами получения подходящих углей. Позднее он пытался менять окраску электрического света, прибавляя в испаряющуюся перегородку между углями различные металлические соли.

Астахов С.М.

№3 Цепи переменного тока

При подключении свечи к источнику тока, предохранительная проволока на конце сгорала, поджигая дугу. Дуга начинала гореть, постепенно съедая электроды и разделительный слой. Первые свечи питались переменным током от генератора Грaмма.

Астахов С.М.

№3 Цепи переменного тока

Михаил Осипович Доливо-Добровольский

21 декабря 1861 - 15 ноября 1919

русский электротехник польского происхождения, один из создателей техники трёхфазного переменного тока, немецкий предприниматель

Астахов С.М.

№3 Цепи переменного тока

В Одессе в 1878 году Михаил окончил реальное училище и 1 сентября 1878 поступил в Рижский политехнический институт. 22 июня 1881 года за участие в антиправительственной агитации он был исключён из института без права поступления в другие высшие учебные заведения Российской империи. Для продолжения своего образования Михаил Осипович избрал Дармштадтское высшее техническое училище, где уделялось особое внимание практическому применению электричества. Здесь в 1882 г. была учреждена специальная кафедра электротехники, которую возглавил профессор Эразм Киттлер, а в январе 1883 г., впервые в практике высшего образования, был введён специальный курс электротехники. В том же году Э. Киттлер открыл электротехническую лабораторию, в которой после окончания (с отличием) Дармштадтского технического училища должность ассистента занял М. О. Доливо-Добровольский. Молодому преподавателю было поручено вести курс «Электрохимия с особым вниманием к гальванопластике и металлургии». В 1884—1885 гг. Михаил Осипович выступил на страницах журнала «Электричество» со своими статьями, в которых описал два изобретения в области электрохимии. Одно из них было связано с топливными элементами, второе касалось способа получения алюминия из его окиси при высокой температуре.

Астахов С.М.

№3 Цепи переменного тока

В 1887 году М. О. Доливо-Добровольский приглашён в фирму AEG (Allgemeine Elektricitäts-Gesellschaft), где в 1909 году был назначен директором и проработал в этой должности до конца жизни.

Деятельность М. О. Доливо-Добровольского была направлена на решение задач, с которыми неизбежно пришлось бы столкнуться при широком использовании электроэнергии. Работа в этом направлении, на основе полученного Николой Теслой трёхфазного тока, в необычайно короткий срок привела к разработке трёхфазной электрической системы и совершенной, в принципе, не изменившейся до настоящего времени конструкции асинхронного электродвигателя.

Главная особенность асинхронного двигателя Доливо-Добровольского — ротор с обмоткой в виде беличьей клетки. Он выполнил ротор в виде стального цилиндра, а в просверлённые по периферии каналы заложил медные стержни. На лобовых частях ротора эти стержни электрически соединялись друг с другом. В 1889 г. М. О. Доливо-Добровольский получил патент на своё изобретение.

Астахов С.М.

№3 Цепи переменного тока

Ротор асинхронной машины типа «беличья клетка»

Трёхфазный асинхронный двигатель Н. Теслы

Астахов С.М.

№3 Цепи переменного тока

Следующим шагом М.О. Доливо-Добровольского явился переход к трёхфазной системе. В результате исследования различных схем обмоток учёный сделал ответвления от трёх равноотстоящих точек якоря машин постоянного тока. Таким образом, были получены токи с разностью фаз 120 градусов. Таким путём была найдена связанная трёхфазная система, отличительной особенностью которой являлось использование для передачи и распределения электроэнергии только трёх проводов.

Весной 1889 г. М. О. Доливо-Добровольским был построен трёхфазный асинхронный двигатель мощностью около 100 Вт. Уже в первых генераторах применялись два основных способа соединения обмоток: в звезду и треугольник. В дальнейшем М. О. Доливо-Добровольскому удалось улучшить использование статора с помощью широко применяемого в настоящее время метода, заключающегося в том, что обмотку делают разрезной и противолежащие катушки соединяют встречно.

Важным достижением М. О. Доливо-Добровольского явилось также то, что он сделал обмотку статора распределённой по всей его окружности. Вскоре он внес ещё одно усовершенствование: кольцевую обмотку статора заменил барабанной. После этого асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором приобрел современный вид.

Астахов С.М.

№3 Цепи переменного тока

Трёхфазная система не получила бы в первые же годы своего существования столь быстрого распространения, если бы не решила проблемы передачи энергии на большие расстояния. В 1889 году Доливо-Добровольский построил электрическую систему, предназначенную для передачи трёхфазного переменного тока напряжением 8500 В, мощностью 220 кВт на расстояние 175 км. Он построил её всего за один год. В этом же году М. О. Доливо-Добровольский изобрел трёхфазный трансформатор.

В 1891 году Михаилом Осиповичем была осуществлена ЛауфенФранкфуртская электропередача. Во Франкфурте-на-Майне, во время проведения международной выставки, демонстрирующей электротехнические достижения, перед главным входом на выставку был построен искусственный водопад и установлен мощный асинхронный двигатель Доливо-Добровольского на 100 л.с., который приводил в движение насос, подававший воду к водопаду. Небольшая гидроэлектростанция с трёхфазным синхронным генератором, которая с помощью трансформаторов передавала электроэнергию на невиданное в те времена расстояние в 170 км, была построена на реке Неккар, в местечке Лауфен. Существует точка зрения, что именно с этого момента берёт своё начало современная электрификация.

Астахов С.М.

№3 Цепи переменного тока

В октябре 1891 г. была сделана патентная заявка на трёхфазный трансформатор с параллельными стержнями, расположенными в одной плоскости. В принципе, эта конструкция сохранилась до настоящего времени.

М.О. Доливо-Добровольский мечтал вернуться в Россию. Предполагалось, что он станет деканом Электромеханического факультета СанктПетербургского политехнического института, открывшегося в 1899 году. Этим планам помешали договорные обязательства с AEG, которыми Михаил Осипович был связан.

В 1914 г., когда разразилась Первая мировая война, М.О. ДоливоДобровольский, сохранивший российское подданство, переехал в Швейцарию. В 1918 г. он вновь приехал в Берлин, предполагая вернуться к работе в фирме AEG. Однако болезнь сердца, мучившая его с детства, обострилась.

Умер М. О. Доливо-Добровольский в 1919 году.

Астахов С.М.