Laufen'den Frankfurt'a ilk üç fazlı şanzıman

AC teknolojisinin altında yatan ilkelerin en genel ve ilk teknik düzenlemesi, bütünün yaratılması ve geliştirilmesi için çok önemli olan ünlü Laufen-Frankfurt şanzımanıydı. AC teknolojisi.

Frankfurt am Main'e 175 km uzaklıkta (Heilbronn şehri yakınında) Laufen şehrinde, enerji ihtiyacı için Neckar Nehri'nin enerjisini kullanan küçük bir çimento fabrikası vardı. 1890 yılında Frankfurt'ta güç aktarımı fikri ortaya çıktı ve Alman sanayici ve mucit Oskar von Müller (1855 — 1934) bu konuda çeşitli şirketlerle görüşmelere başladı.

Yıl sonunda bunun için çimento fabrikasının Neckar'a türbin, Maschinenfabrik Oerlikon'un Laufen'e jeneratör ve General Electricity Company'nin (AEG) Frankfurt'a elektrik motoru tedarik etmesine karar verildi.

Laufen'den Frankfurt'a giden iletim hattı, iki şirket tarafından ortaklaşa üretildi, ancak elektrik mühendisliği ilk adımlardan itibaren belirli zorluklarla karşılaşmak zorunda kaldı.Oscar von Miller ve bu işin diğer destekçileri, toprak sahipleri ve işletmeler tarafından kurulan bir dizi engelin üstesinden gelmek zorunda kaldı.

Rus mucit Mikhail Osipovich Dolivo-Dobrovolsky (1861 - 1919), 1887'den itibaren AEG şirketinde çalıştı. Bu şirkette M. O. Dolivo-Dobrovolsky, yazarı dünyaca ünlü yapan ve elektrik enerjisi kullanma ve iletme tekniğinde devrim yaratan üç fazlı akım üzerine ünlü çalışmasını tamamladı.

Üç fazlı transformatörler, motorlar ve jeneratörler için birçok patent aldı. Şunu da not etmek ilginçtir: Transformatör tasarımı, yakın zamana kadar pratikte temel değişiklikler olmaksızın korunmuştur.

MO Dolivo-Dobrovolski

Bakır elektrik hatlarında önemli tasarruflara yol açan teknik bir çözüme - alternatif akım iletim sistemleri için üç fazlı hatların kullanılmasına - dikkat çeken ilk kişi Dolivo-Dobrovolski idi. Onun sayesinde şirketin gelişiminde yeni bir aşama başladı. Yeni bir akım sistemi alanında en önemli patentlerin tekel sahibi olduğu ortaya çıkan AEG.

O dönemde ana akım bilimsel, teknik basın ve mühendislik çevreleri, iletim projesine olumsuz tepki gösterdi ve enerjinin yalnızca %5'inin Frankfurt'a ulaşacağını tahmin etti. Telefon hatlarının kaderi hakkında çok fazla endişe vardı. Genel olarak, ilk üç fazlı iletim, ilk demiryolları, ilk doğru akım iletimi vb. ile aynı düşmanca dirençle karşılaştı.

Ancak, hat inşa edilmiştir. 8 m yükseklikte direklere asılmış üç bakır iletkenden oluşur.Üç fazlı bir havai hat için yaklaşık 3.000 direk, 9.000 yağ izolatörü ve 60 ton 4 mm çapında bakır tel gerekiyordu. Havayolu ağırlıklı olarak demiryolu ile işletiliyordu.

Akım, Frankfurt am Main'deki Laufen'den 8500 V'luk bir voltaj altında iletilir (daha sonra iletilen akımın voltajının 15000 ve 25000 V'a yükseldiği iki deney serisi daha gerçekleştirildi). Üç fazlı güç hattı, 1891'de Uluslararası Elektroteknik Sergisi sırasında Frankfurt'ta piyasaya sürüldü. Bu sergi, üç fazlı akımı ilk kez yeni bir sistem olarak gösterdi.

Şanzımanın tamamı AEG ve Maschinenfabrik Oerlikon tarafından Oskar von Miller ve Mikhail Osipovich Dolivo-Dobrovolsky yönetiminde tasarlanmış ve yapılmıştır. Transformatör tesisatı, jeneratörler ve yağ izolatörleri, teknoloji tarihinde parlak bir iz bırakmış bir tasarımcı ve mühendis, mucit ve girişimci olan Charles Brown Jr. (1863 — 1924) tarafından tasarlandı.

Uluslararası Elektroteknik Sergisinde ilk yüksek voltajlı üç fazlı elektrik güç iletiminin resmi lansmanı 25 Ağustos 1891 Salı günü öğlen 12'de gerçekleşti. İlk test lansmanı birkaç gün önce sona erdi.

Laufen'de bir türbin, üç fazlı bir Braun jeneratörünü besliyor. Bu, 90'lardan kalma tipik bir araba. XIX yüzyıl, ilk üç fazlı jeneratörlerden biridir. Burada elektromıknatıs, onu çevreleyen sabit armatürün önünde döner.

Armatür, her biri akımın 120 ° faz kaymasıyla değiştiği üç sargıda birbirine bağlı 96 çubuktan oluşuyordu. Tam yükte stator akımı 1400 A'ya kadar çıktı, bu da neredeyse 30 mm çapında kalın bakır çubukların kullanılmasını ve asbest boruları kullanılarak ısıya dayanıklı yalıtımı gerektiriyordu.

Aküler tarafından sağlanan uyarma akımı, jeneratörün ön tarafındaki makaralı halkalara mile bağlanan iki bakır tel vasıtasıyla rotora sağlanır. Jeneratör 150 rpm'de derecelendirilmiştir.Üç fazlı alternatif akımın frekansı 40 Hz idi.

Bu jeneratör, bir transformatör tarafından desteklenen 55 V'luk bir akım sağlar. Frankfurt'ta başka bir trafo 65 V'a düşürüldü. AEG'den 100 kVA ve Maschinenfabrik Oerlikon'dan 150 kVA olmak üzere iki adet yağ soğutmalı trafo kullanıldı.

Laufen'deki tren istasyonu

Frankfurt'taki bir elektrik fuarında, akım 100 hp'lik üç fazlı Dolivo-Dobrovolsky motoruyla sağlanıyor. parlak bir şekilde aydınlatılmış on metrelik dekoratif şelaleye su sağlayan bir hidrolik pompa çalıştıran köy.

O zamanlar dünyanın en güçlü üç fazlı asenkron motoruydu. Ayrıca sergi, ortasında "Laufen-Frankfurt Elektrik Hattı" yazan bir tabelanın çevrelediği 1.000 akkor elektrik lambasıyla aydınlatıldı. Aşağıda hattın uzunluğu - 175 km ve yan tarafta - deneyi yapan şirketlerin isimleri - "Oerlikon" ve "AEG".

Dolivo-Dobrovolski elektrik motoru

Laufen-Frankfurt iletim şeması

Laufen-Frankfurt iletimi geniş çapta incelenmiştir. Uzman bir komite, makinelerin ayrıntılı testlerini gerçekleştirdi.

Bu komisyonun vardığı sonuçlar şu şekildedir: çıplak bakır telle 8500 V'luk bir voltajda alternatif akımla 170 km'lik bir mesafe boyunca elektrik enerjisinin iletilmesi, Laufen'de üretilen enerjinin %68,5 ila %75,2'sini Frankfurt'a iletir. İletim kayıpları, tellerin direnci ile sınırlıydı. Kapasitenin etkisi tamamen ihmal edilebilir düzeydeydi. İletim, birkaç yüz voltluk bir voltajda ve birkaç metre mesafedeki kadar pürüzsüz, güvenli ve doğruydu.

Bu sonuç büyük tarihsel öneme sahipti, çünkü Laufen-Frankfurt iletimi aracılığıyla üç fazlı bir jeneratör ve motor, bir transformatör ve yüksek voltajlı AC voltajı dahil olmak üzere yeni elektrik mühendisliğinin tüm bağlantılarını birleştirdi.

Charles Brown'ın üç fazlı dinamosu, doğrulama komisyonu belgelerine göre %93,5 verimlilik gösterdi. yük 190 litreydi. c.Transformatörlerin verimi %96'dır.

Elektriğin ürettiği devrimde vücut bulan mekanik enerjinin elektriğe dönüştürülmesi ve elektrik enerjisinin tekrar mekanik enerjiye dönüştürülmesi ilkesi, alternatif akım teknolojisinde yeterli bir şekil aldı ve bu iletimle başlayan AC teknolojisinin kendisi, form altında gelişti. üç fazlı elektrik mühendisliği.

Sergiyle eş zamanlı olarak düzenlenen kongrede M. O. Dolivo-Dobrovolsky, üç fazlı akım devreleri teorisinin temellerini özetlediği geniş bir rapor hazırladı. Konuşması, bu yeni endüstrideki sonraki birçok teorik çalışma ve gelişme için başlangıç ​​noktası oldu.

Fuarın en önemli etkinliği, 7-12 Eylül haftasında gerçekleşen "1891 Uluslararası Frankfurt am Main Elektrik Mühendisleri Kongresi" oldu.

Uluslararası Elektrik Mühendisleri Kongresi katılımcıları tarafından Laufen'deki elektrik santralinin ziyareti. Charles Brown (üst sıra sağdan dördüncü). Ön plan: Emile Rathenau (soldan 6.), Marcel Despres (soldan 7.), Gisbert Kapp (yukarıdaki ikisinin arkasında), Dr. John Hopkinson (soldan 8.), hemen arkasında — Peter Emile Huber , William Henry Preece (sağdan 2.), Posta müdürü Friedrich Ebert (sağdan 1.).

Frankfurt fuarı çalışmalarında son nokta, organizasyonu, çalışmaları ve basında yer alan tüm detayları yansıtan iki ciltlik ayrıntılı bir "resmi rapor" ile belirlendi.

Alternatörler, 1970'lerden beri Gram ve diğer tasarımcılar tarafından yapılmıştır. XIX yüzyıl. 1980'lerde birçok yeni tasarım ortaya çıktı (Cypernovsky, Morday, Forbes, Thomson, Ferranti, vb.).

Ferranti'nin arabası

Manyetik alanın dönmesinin nedenlerini anlamak için en çok İtalyan profesör Galileo Ferraris ve Sırbistan'dan Amerikalı bir mühendis çalıştı. Nikola Tesla… Birbirinden bağımsız benzer sonuçlara ulaştılar. Neredeyse aynı anda, 1888'de çalışmaları hakkında rapor verdiler. Nikola Tesla, çeşitli çok fazlı sistemleri tanımlar. Ancak, iki fazın da en uygun olduğunu düşünüyor.

Amerika'da inşa edilen, zamanına göre çok büyük olan Niagara hidroelektrik santralinde ve Avrupa'daki diğer birçok tesiste benimsenmiştir. Bununla birlikte, üç fazlı akımın Laufen'den Frankfurt'a ilk transferinden kısa bir süre sonra, Avrupa'da yaygın olan üç fazlı sistemler avantajlarını kanıtladı ve Amerikalıları "Tesla sistemlerini" üç fazlı akıma dönüştürmeye zorladı.

1990'larda tek fazlı alternatif akım jeneratörlerinden çok fazlıya geçtiler. Bu durumda, ana kredi Dolivo-Dobrovolsky'ye aittir - ondan önce tek fazlı makinelerin ucuz bir bağlantısını kullandılar.

Sergiden sonra jeneratör, böylece dünyada üç fazlı elektrik alan ilk şehir olan Heilbronn'a güç sağlamak için kullanıldı. Orijinal jeneratör şu anda Münih'teki Deutsches Museum'da bulunuyor.

Müzede Laufen jeneratörü

1888'den 1891'e kadar olan dönemde bunu rahatlıkla söyleyebiliriz.üç fazlı bir elektrik sisteminin tüm temel unsurları geliştirildi, bunlar önemini tamamen korudu ve günümüzde yaygın olarak kullanılıyor ve geliştiriliyor.

Elektrik enerjisinin Laufen'den Frankfurt am Main'e iletilmesi, karmaşık merkezi elektrik üretimi ve uzun mesafeler boyunca iletimi sorununa temel bir çözüm olasılığını ikna edici bir şekilde göstermektedir.

Frankfurt'taki fuarın önemi de kamuoyunda büyük bir etki yaratmasında yatıyor. Çağdaşlar, Frankfurt fuarını elektrik arzı tarihinde belirleyici bir dönüm noktası olarak görüyorlar. Elektrik mühendisliği lider bir teknoloji haline geliyor. AC şirketleri kazananlar olarak ortaya çıktı ve yalnızca DC şirketleri acilen AC teknolojisi için lisans almaya başladı.

Emil Rathenau, enerjiyi bu kadar uzun bir mesafeye iletmenin başarısını şöyle özetledi: "Son gelişmeler, dağlarda ve deniz kıyılarında, dağ nehirlerinin ve gelgitlerin enerjisinden yararlanmak için her yerde muhteşem enerji üreten merkezler inşa etmemizi sağlayacak. en çok - büyük nehir akıntıları - şimdiye kadar bir enerji israfı olan onları faydalı elektriğe dönüştürmek, onu herhangi bir mesafeye taşımak ve orada herhangi bir şekilde dağıtmak ve kullanmak için. »

Üç fazlı alternatif akımın 1891'de Laufen'den Frankfurt'a pilot transferi ile tüm modern elektrifikasyon başladı.