Ang kauna-unahang three-phase transmission mula sa Laufen hanggang Frankfurt

Ang pinaka-pangkalahatan at unang teknikal na sagisag ng mga prinsipyong pinagbabatayan ng teknolohiya ng AC ay ang sikat na paghahatid ng Laufen-Frankfurt, na napakahalaga para sa paglikha at pag-unlad ng kabuuan. Teknolohiya ng AC.

Sa layong 175 km mula sa Frankfurt am Main (malapit sa lungsod ng Heilbronn) sa lungsod ng Laufen ay mayroong isang maliit na pabrika ng semento na ginamit ang enerhiya ng Neckar River para sa mga pangangailangan nito sa enerhiya. Noong 1890, ang ideya ng paghahatid ng kuryente sa Frankfurt ay lumitaw at ang industriyalista at imbentor ng Aleman na si Oskar von Müller (1855 - 1934) ay nagsimulang makipag-ayos sa iba't ibang mga kumpanya sa bagay na ito.

Sa pagtatapos ng taon, napagpasyahan na ang planta ng semento ay magbibigay ng turbine nito sa Neckar para dito, ang Maschinenfabrik Oerlikon ay magbibigay ng generator sa Laufen, at ang General Electricity Company (AEG) ng de-koryenteng motor sa Frankfurt.

Ang linya ng paghahatid mula sa Laufen hanggang Frankfurt ay pinagsama-samang ginawa ng dalawang kumpanya, ngunit mula sa mga unang hakbang ang electrical engineering ay kailangang harapin ang ilang mga paghihirap.Kailangang malampasan ni Oscar von Miller at ng iba pang tagapagtaguyod ng negosyong ito ang ilang mga hadlang na itinakda ng mga may-ari ng lupa at mga negosyo.

Ang imbentor ng Russia na si Mikhail Osipovich Dolivo-Dobrovolsky (1861 - 1919) ay nagtrabaho sa kumpanya ng AEG mula 1887. Habang nasa kumpanyang ito, natapos ni M. O. Dolivo-Dobrovolsky ang kanyang sikat na gawain sa three-phase current, na naging tanyag sa mundo ng may-akda at binago ang pamamaraan ng paggamit at pagpapadala ng elektrikal na enerhiya.

Nakatanggap siya ng ilang patent para sa mga three-phase transformer, motor at generator. Ito rin ay kagiliw-giliw na tandaan: ang disenyo ng transpormer nito ay napanatili hanggang kamakailan na halos walang mga pangunahing pagbabago.

M. O. Dolivo-Dobrovolski

Si Dolivo-Dobrovolski ang unang nagbigay pansin sa isang teknikal na solusyon na humahantong sa makabuluhang pagtitipid sa mga linya ng kuryente ng tanso - ang paggamit ng mga linya ng tatlong yugto para sa mga alternating kasalukuyang sistema ng paghahatid. Salamat sa kanya, nagsimula ang isang bagong yugto sa pag-unlad ng kumpanya. AEG, na naging monopolyo na may hawak ng pinakamahalagang patent sa larangan ng isang bagong kasalukuyang sistema.

Ang mainstream na pang-agham, teknikal na press at engineering circle sa panahong iyon ay negatibong tumugon sa proyekto ng paghahatid at hinulaang 5% lamang ng enerhiya ang makakarating sa Frankfurt. Nagkaroon ng maraming pag-aalala tungkol sa kapalaran ng mga linya ng telepono. Sa pangkalahatan, ang unang tatlong-phase na paghahatid ay natugunan ng parehong pagalit na pagtutol gaya ng mga unang riles, ang unang direktang kasalukuyang paghahatid, at iba pa.

Gayunpaman, ang linya ay binuo. Binubuo ito ng tatlong konduktor ng tanso na nakabitin sa mga poste sa taas na 8 m. Ang isang tatlong-phase na overhead na linya ay nangangailangan ng humigit-kumulang 3,000 pole, 9,000 insulator ng langis at 60 tonelada ng 4 mm diameter na tansong wire. Ang airline ay pangunahing pinatatakbo sa pamamagitan ng tren.

Ang kasalukuyang ay ipinadala sa ilalim ng boltahe na 8500 V (dalawang higit pang serye ng mga eksperimento ang isinagawa kung saan ang boltahe ng ipinadalang kasalukuyang tumaas sa 15000 at 25000 V) mula sa Laufen sa Frankfurt am Main. Ang tatlong-phase na linya ng kuryente ay inilunsad sa Frankfurt sa panahon ng International Electrotechnical Exhibition noong 1891. Ang eksibisyong ito ay nagpakita ng three-phase current bilang isang bagong sistema sa unang pagkakataon.

Ang buong transmission ay dinisenyo at binuo ng AEG at Maschinenfabrik Oerlikon sa ilalim ng direksyon nina Oskar von Miller at Mikhail Osipovich Dolivo-Dobrovolsky. Ang pag-install ng transpormer, mga generator at insulator ng langis ay idinisenyo ni Charles Brown Jr. (1863 — 1924), isang taga-disenyo at inhinyero, imbentor at negosyante na nag-iwan ng maliwanag na marka sa kasaysayan ng teknolohiya.

Ang opisyal na paglulunsad ng unang high-voltage three-phase electric power transmission sa International Electrotechnical Exhibition ay naganap noong Martes, Agosto 25, 1891, sa ika-12 ng tanghali. Natapos ang unang paglulunsad ng pagsubok ilang araw bago ito.

Sa Laufen, isang turbine ang nagpapakain ng tatlong-phase na Braun generator. Ito ay isang tipikal na kotse mula sa 90s. XIX siglo, isa sa mga unang tatlong-phase generators. Dito umiikot ang electromagnet sa harap ng nakatigil na armature na nakapaligid dito.

Ang armature ay binubuo ng 96 rods na magkakaugnay sa tatlong windings, sa bawat isa kung saan ang kasalukuyang ay nagbago na may isang phase shift ng 120 °. Ang kasalukuyang stator sa buong pagkarga ay hanggang sa 1400 A, na nangangailangan ng paggamit ng makapal na mga tungkod na tanso na may diameter na halos 30 mm at insulation na lumalaban sa init gamit ang mga asbestos pipe.

Ang kasalukuyang paggulo na ibinibigay ng mga baterya ay ibinibigay sa rotor sa pamamagitan ng dalawang tansong wire na nakakabit sa mga singsing ng roller sa harap ng generator patungo sa ehe. Ang generator ay na-rate sa 150 rpm.Ang dalas ng three-phase alternating current ay 40 Hz.

Ang generator na ito ay nagbibigay ng kasalukuyang 55 V, na pinalakas ng isang transpormer. Sa Frankfurt, isa pang transformer ang bumaba sa 65 V. Dalawang oil-cooled na transformer ang ginamit, isang 100 kVA mula sa AEG at isa pang 150 kVA mula sa Maschinenfabrik Oerlikon.

Istasyon ng tren sa Laufen

Sa isang de-koryenteng eksibisyon sa Frankfurt, ang kasalukuyang ay hinihimok ng isang 100 hp three-phase Dolivo-Dobrovolsky motor. village, na nagpapatakbo ng hydraulic pump na nagsu-supply ng tubig para sa maliwanag na ilaw na sampung metrong pampalamuti na talon.

Ito ang pinakamalakas na three-phase asynchronous na motor sa mundo noong panahong iyon. Bilang karagdagan, ang eksibisyon ay pinaliwanagan ng 1,000 maliwanag na lamp na de-kuryente. Ang mga lamp na ito ay nakapalibot sa isang karatula sa gitna na may nakasulat na: "Laufen-Frankfurt Power Line". Nasa ibaba ang haba ng linya - 175 km, at sa gilid - ang mga pangalan ng mga kumpanyang nagsagawa ng eksperimento - "Oerlikon" at "AEG".

Dolivo-Dobrovolski electric motor

Laufen-Frankfurt transmission scheme

Ang paghahatid ng Laufen-Frankfurt ay malawakang pinag-aralan. Ang isang ekspertong komite ay nagsagawa ng mga detalyadong pagsusuri sa mga makina.

Ang mga konklusyon ng komisyong ito ay ang mga sumusunod: ang paghahatid ng elektrikal na enerhiya sa layong 170 km sa pamamagitan ng alternating current sa boltahe na 8500 V na may hubad na tansong wire ay naghahatid ng 68.5% hanggang 75.2% ng enerhiya na nabuo sa Laufen hanggang Frankfurt. Ang mga pagkalugi sa paghahatid ay limitado sa pamamagitan ng paglaban ng mga wire. Ang epekto ng kapasidad ay ganap na bale-wala. Ang paghahatid ay kasing makinis, ligtas at tama tulad ng sa isang boltahe ng ilang daang volts at isang distansya ng ilang metro.

Ang konklusyon na ito ay may malaking kahalagahan sa kasaysayan, dahil sa pamamagitan ng paghahatid ng Laufen-Frankfurt ay pinagsama nito ang lahat ng mga koneksyon ng bagong electrical engineering, kabilang ang isang three-phase generator at motor, isang transpormer at mataas na boltahe na boltahe ng AC.

Ang three-phase dynamo ni Charles Brown ay nagpakita ng kahusayan na 93.5% ayon sa mga dokumento ng komisyon sa pagpapatunay. ang load ay 190 liters. c. Ang kahusayan ng mga transformer ay 96%.

Ang prinsipyo ng pag-convert ng mekanikal na enerhiya sa elektrisidad at pag-convert ng elektrikal na enerhiya pabalik sa mekanikal na enerhiya, ang prinsipyong nakapaloob sa rebolusyong ginawa ng kuryente, ay binigyan ng sapat na anyo sa alternating kasalukuyang teknolohiya. Ang teknolohiyang AC mismo, simula sa transmisyon na ito, ay binuo sa ilalim ng anyo ng three-phase electrical engineering.

Sa kongreso, na ginanap nang sabay-sabay sa eksibisyon, gumawa si M. O. Dolivo-Dobrovolsky ng isang malaking ulat kung saan binalangkas niya ang mga pundasyon ng teorya ng tatlong yugto ng kasalukuyang mga circuit. Ang kanyang talumpati ay nagsilbing panimulang punto para sa maraming kasunod na teoretikal na mga gawa at pag-unlad sa bagong industriyang ito.

Ang pinakamahalagang kaganapan ng eksibisyon ay ang "1891 International Congress of Electrical Engineers sa Frankfurt am Main", na naganap sa linggo ng Setyembre 7-12.

Pagbisita ng power plant sa Laufen ng mga kalahok ng International Congress of Electrical Engineers. Charles Brown (pang-apat na hanay sa itaas mula sa kanan). Foreground: Emile Rathenau (ika-6 kaliwa) Marcel Despres (ika-7 kaliwa), Gisbert Kapp (sa likod ng dalawa sa itaas), Dr. John Hopkinson (ika-8 kaliwa), sa likod lang niya — Peter Emile Huber , William Henry Preece (ika-2 mula kanan), Postmaster Friedrich Ebert (una mula sa kanan).

Ang huling punto sa gawain ng Frankfurt exhibition ay itinakda ng isang detalyadong dalawang-volume na "opisyal na ulat", sa lahat ng mga detalye na sumasalamin sa organisasyon, trabaho at saklaw ng press nito.

Ang mga alternator ay ginawa ng Gram at iba pang mga taga-disenyo mula noong 1970s. XIX na siglo. Noong 1980s, maraming bagong disenyo ang lumitaw (Cypernovsky, Morday, Forbes, Thomson, Ferranti, atbp.).

Ang kotse ni Ferranti

Ang propesor ng Italyano na si Galileo Ferraris at isang inhinyero ng Amerika mula sa Serbia ay lubos na gumawa upang maunawaan ang mga dahilan ng pag-ikot ng magnetic field. Nikola Tesla… Magkahiwalay sa isa't isa, nakamit nila ang magkatulad na resulta. Halos sabay-sabay, noong 1888, nag-ulat sila sa kanilang trabaho. Inilalarawan ni Nikola Tesla ang iba't ibang mga polyphase system. Gayunpaman, isinasaalang-alang din niya ang two-phase na pinakaangkop.

Ito ay pinagtibay sa Niagara hydroelectric plant, na napakalaki para sa panahon nito, na itinayo sa Amerika, pati na rin sa maraming iba pang mga pag-install sa Europa. Gayunpaman, ilang sandali matapos ang unang paglipat ng three-phase current mula sa Laufen patungong Frankfurt, ang tatlong-phase system na karaniwan sa Europa ay nagpatunay ng kanilang mga pakinabang at pinilit ang mga Amerikano na i-convert ang "Tesla systems" sa three-phase current.

Noong 1990s, lumipat sila mula sa single-phase alternating current generators patungo sa multiphase. Sa kasong ito, ang pangunahing kredito ay kabilang sa Dolivo-Dobrovolsky - bago siya gumamit sila ng murang koneksyon ng mga single-phase machine.

Pagkatapos ng eksibisyon, ang generator ay ginamit upang palakasin ang Heilbronn, na sa gayon ay naging unang lungsod sa mundo na nakatanggap ng tatlong-phase na kapangyarihan. Ang orihinal na generator ay kasalukuyang nakalagay sa Deutsches Museum sa Munich.

Laufen generator sa museo

Masasabi nating ligtas na sa panahon mula 1888 hanggang 1891ang lahat ng mga pangunahing elemento ng isang three-phase electrical system ay binuo, na ganap na napanatili ang kanilang kahalagahan at malawakang ginagamit at binuo ngayon.

Ang paghahatid ng elektrikal na enerhiya mula sa Laufen hanggang Frankfurt am Main ay nakakumbinsi na nagpapakita ng posibilidad ng isang pangunahing solusyon sa kumplikadong problema ng sentralisadong produksyon ng kuryente at ang paghahatid nito sa malalayong distansya.

Ang kahalagahan ng eksibisyon sa Frankfurt ay nakasalalay din sa katotohanan na nagkaroon ito ng malaking epekto sa opinyon ng publiko. Itinuturing ng mga kontemporaryo ang Frankfurt exhibition bilang isang mapagpasyang punto ng pagbabago sa kasaysayan ng suplay ng kuryente. Ang electrical engineering ay nagiging isang nangungunang teknolohiya. Lumitaw ang mga kumpanya ng AC bilang mga nanalo, at ang mga kumpanyang DC-only ay agarang nagsimulang kumuha ng mga lisensya para sa teknolohiyang AC.

Ibinubuod ni Emil Rathenau ang tagumpay ng pagpapadala ng enerhiya sa napakalayong distansya: "Ang mga kamakailang pag-unlad ay magbibigay-daan sa atin na magtayo ng mga nakamamanghang sentrong gumagawa ng enerhiya sa lahat ng dako—sa mga bundok at sa dalampasigan, upang gamitin ang enerhiya ng mga batis at tubig ng bundok, at sa ang pinaka - ang mahusay na agos ng ilog - upang baguhin ang mga ito, hanggang ngayon ay isang pag-aaksaya ng enerhiya, sa kapaki-pakinabang na kuryente, upang dalhin ito sa anumang distansya, at doon upang ipamahagi at gamitin ito sa anumang paraan. »

Sa pilot transfer ng three-phase alternating current mula sa Laufen hanggang Frankfurt noong 1891, nagsimula ang lahat ng modernong elektripikasyon.