Електротехніка розвивалась завдяки спільній роботі вчених і винахідників-практиків

Становлення електротехнічної промисловості було незначним в перше десятиліття після її виникнення, тобто після 1831 р. Надзвичайно бурхливий розвиток електротехнічної промисловості розпочався лише з впровадженням електричного освітлення та машинобудування. Спочатку в якості електродвигуна використовували звичайну динамо-машину, поки не винайшли електродвигун, який, на жаль, у головних деталях не відрізнявся від динамо-машин. В розвитку електродвигунів у конструктивному відношенні багато було зроблено американцями, яким в цій області належала першість на протязі двадцяти років, паралельно з цим електродвигуни активно розповсюджувалися в Америці. У 1876 р. на Петербурзькій кінно-залізничній дорозі інженер Ф.А. Піроцький вперше випробував рейковий одноколійний шлях для передачі електроенергії на відстань по рейковій колії як по двох провідниках різної полярності, які живили розміщеного у вагоні електродвигун. Він вперше використав на кінці валу двигуна зубчате колесо, яке з’єднувалося з великим зубчатим колесом, наглухо надітим на вісь з колесами вагона. До цього обертальний рух від електродвигунів здійснювався за допомогою ремінної або поясної передачі. Своєю ідеєю Ф.А. Піроцький поділився усіма зацікавленими особами через журнал „Инженерный весник”. Серед останніх виявилися представники електротехнічного товариства братів Сіменс. Вже назабаром представники товариства Siemens & Halske негайно відправили статтю голові товариства Вернеру Сіменсу в Німеччину. 1879 року товариство Siemens&Halske на Берлінській промисловій виставці використало ідею Ф.А. Піроцького, але окрім двох рейок, які використовувалися зворотнім контактом, для забезпечення руху причеплених 3-х вагонів було прокладено збоку рейковий контакт для живлення електродвигуна невеликого вагона-локомотива (електрокара). Три невеликих вагони перевозили 18 пасажирів, які сиділи в незручних позах і використовувалися для катання по території виставки. Швидкість сягала 6,5 км/год., використовувався постійний струм напругою 150В, потужність електродвигуна становила 3 к.с.(кінські сили). Після серії проведених дослідів, які Ф.А. Піроцький, не маючи ніякої підтримки від царського уряду Росії, здійснював за свої кошти, 22 серпня 1880 р. о 12 годині дня в Петербурзі на Пісках, на перехресті Болотної вулиці та Дегтярного провулку вперше в Росії було перевірено можливість руху трамвайного вагону. Того ж року Ф.А. Піроцький вперше спроектував і збудував лінію електропередачі постійного струму від водяного млина.
1881 року Ф.А. Піроцький запропонував удосконалену схему своєї електричної залізної дороги на електротехнічній виставці в Парижі. Після успіху на виставці В. Сіменс приступає до будівництва електричної трамвайної лінії протяжністю 2,5 км. в берлінському передмісті Ліхтерфельде по схемі Ф.А. Піроцького. Електродвигун вагона отримував струм напругою 100 В через дві рейки і мав потужність 5 кВт. Максимальна швидкість руху сягала 20 км/год. У 1881 р. перший трамвай, побудований товариством Siemens & Halske, пройшов по залізній дорозі між Берліном та Ліхтерфельдем. У 1883 році Ван-Депулем (США) було запропоновано спосіб живлення електродвигуна від верхнього контактного провідника та рейок. Таким чином було відкрито трамвайний рух, який почали використовувати в усьому світі.
Використання електричної енергії у колишній царській Росії зводилось до освітлення міст та окремих фабрик і заводів. Перша електрична установка зовнішнього освітлення (дуговими лампами Яблочкова) у Петербурзі була включена 10 травня 1880 р. на Літєйному мосту. У грудні 1883 року в Петербурзі почала працювати перша електростанція загального користування. Станція була розміщена на баржі, пришвартованій на березі ріки Мойки біля Поліцейського (нині Народного) мосту. На станції було установлено 3 локомобілі і 12 динамо-машин загальною потужністю 35 кВт. Виробництва динамо-машин, електродвигунів і трансформаторів в царській Росії майже не існувало. Єдиний завод в товариства Siemens & Halske в Петербурзі випускав електродвигуни для електричної тяги в невеликій кількості. На заводі працювало до 150 робітників, випускалося щорічно динамо-машин і двигунів загальною потужністю до 6000 кВт.
Електричні двигуни постійного струму мають особливість, яка знайшла застосування і в інших електродвигунах, а також в динамо-машинах. Це заміна колекторних щіток, що підводять струм до двигуна, на вугільні пластини. У 1883 р. бельгійсько-американський електротехнік фон Деноєло при будівництві першої електричної дороги в Америці запропонував змінити мідні дротові щітки вугільними пластинками, які ковзають по колектору. В результаті  було вирішено проблему пошкодження мідних щіток при утворенні іскри на колекторі. З того часу вугільні щітки використовуються не лише в електродвигунах постійного струму, але й в динамо-машинах. Вугілля має цінну властивість - знешкоджувати утворення іскри між щіткою і колектором. Завдяки шліфовці утворюється якісний контакт з колектором, його поверхня залишається чистою,а вугільні щітки стираються рівномірно та більш помірно на відміну від мідних. DolivoУ 1889 році видатний електротехнік М.Й. Доліво-Добровольський запропонував трифазну систему змінного синусоїдального струму і того ж року створив трансформатор змінного струму, перший трифазний генератор та асинхронний двигун, ротор якого обертається внаслідок взаємодії його з постійно обертаючим магнітним полем у трифазній електричній системі змінного струму. Геніальність М.Й. Доліво-Добровольського дозволила  йому інтуїтивно довести, що у трифазній системі змінного струму має  місце економічно найбільш ефективна передача електричної енергії на будь-які відстані, а подальше збільшення числа фаз є недоцільним, бо це призводить до значного збільшення витрат міді на провідники та на їх ізоляцію. У трифазній системі змінного струму створюється симетричне обертаюче електромагнітне поле, яке обертається пропорційно частоті змінного струму. Його геніальна ідея була реалізована 1891 року на Всесвітній електротехнічній виставці у Франкфурті-на-Майні (Німеччина), де було проведено експеримент з передавання електричної енергії на відстань175 км з максимальним ККД 78,9%, лінійною напругою 15 кВ (до речі, сучасний ККД передавання електроенергії складає майже 90%, максимальна лінійна напруга трифазного змінного струму в Україні 750 кВ). Експеримент з передачі електроенергії з Лауфена до Франкфурта-на-Майні приніс М.Й. Доліво-Добровольському світове визнання, адже трансформатори і електродвигун, за умовою, мали бути випробувані на виставці. Унікальне електрообладнання для проведення цього експерименту виготовлялось за проектами М.Й. Доліво-Добровольського (на той час електрообладнання такої потужності ще не випускалося: гідротурбіна 300 к.с., трифазний генератор змінного струму 230 кВА, 150 об/хв., 95 В, з’єднання обмотки-зірка) було виготовлено на швейцарському заводі „Ерлікон”. Трифазний електродвигун 75 кВт і трифазні 2-х обмоткові трансформатори змінного струму (3 од. 150 кВА з коефіцієнтом трансформації 154 в Лауфені і 116 у Франкфурті) та інше лінійне обладнання було виготовлене товариством АЕГ (Німеччина). Пізніше науковцями було підтверджено математичним шляхом та побудовою різних векторних і кругових діаграм правильність висновків М.Й. Доліво-Добровольського. Теоретично існування кругової діаграми для асинхронної машини довів у 1894 р. О. Гейланд. Точну кругову діаграму, враховуючу усі витрати електроенергії у трифазній машині змінного струму, побудував у 1899-1900 рр. Осанна. 1900 року К.О. Круг дав ґрунтовне математичне доведення кругової діаграми. На цьому принципі електромагнітної взаємодії працюють усі асинхронні та синхронні електродвигуни змінного струму.
Отже, перші винахідники прагнули якомога швидше втілити в життя свої винаходи: струм, передачу струму на відстань та отримання механічної енергії від струму. Їх досягнення в цьому напрямку підтримували та розвивали багато вчених, інженерів,  винахідників-практиків, які не зупинялися перед різними фінансовими, бюрократичними та фізичними перешкодами, що дало можливість використовувати електроенергію у різних галузях діяльності людини.

автор: Володимир Циганенко

 

 
Nike nike air 2012 korea china free shipping tracking Shield

Більше статей...