Den første trefasede transmisjonen noensinne fra Laufen til Frankfurt

Den mest generelle og første tekniske utførelsen av prinsippene bak AC-teknologien var den berømte Laufen-Frankfurt-transmisjonen, som er så viktig for å skape og utvikle helheten. AC-teknologi.

I en avstand på 175 km fra Frankfurt am Main (nær byen Heilbronn) i byen Laufen var det en liten sementfabrikk som brukte energien fra Neckar-elven til sitt energibehov. I 1890 oppsto ideen om kraftoverføring i Frankfurt, og den tyske industrimannen og oppfinneren Oskar von Müller (1855 - 1934) begynte å forhandle med forskjellige selskaper om denne saken.

På slutten av året ble det bestemt at sementverket skulle levere turbinen sin til Neckar for dette, Maschinenfabrik Oerlikon skulle levere en generator til Laufen, og General Electricity Company (AEG) en elektrisk motor til Frankfurt.

Transmisjonslinjen fra Laufen til Frankfurt ble produsert i fellesskap av de to selskapene, men fra de første trinnene måtte elektroteknikken møte visse vanskeligheter.Oscar von Miller og andre pådrivere for denne virksomheten måtte overvinne en rekke hindringer satt opp av grunneiere og bedrifter.

Den russiske oppfinneren Mikhail Osipovich Dolivo-Dobrovolsky (1861 — 1919) jobbet i AEG-selskapet fra 1887. Mens han var i dette selskapet, fullførte M. O. Dolivo-Dobrovolsky sitt berømte arbeid med trefasestrøm, som gjorde forfatteren verdensberømt og revolusjonerte teknikken for å bruke og overføre elektrisk energi.

Han mottok flere patenter på trefasetransformatorer, motorer og generatorer. Det er også interessant å merke seg: transformatordesignen har blitt bevart inntil nylig praktisk talt uten grunnleggende endringer.

M. O. Dolivo-Dobrovolski

Det var Dolivo-Dobrovolski som først trakk oppmerksomheten til en teknisk løsning som førte til betydelige besparelser i kobberkraftlinjer - bruk av trefaseledninger for vekselstrømsoverføringssystemer. Takket være ham begynte et nytt stadium i selskapets utvikling. AEG, som viste seg å være monopolinnehaver av de viktigste patentene innen et nytt gjeldende system.

Den ordinære vitenskapelige, tekniske pressen og ingeniørmiljøene på den tiden reagerte negativt på overføringsprosjektet og spådde at bare 5 % av energien ville nå Frankfurt. Det var mye bekymring for skjebnen til telefonlinjene. Generelt møtte den første trefaseoverføringen samme fiendtlige motstand som de første jernbanene, den første likestrømsoverføringen og så videre.

Linjen er imidlertid bygget. Den består av tre kobberledere opphengt på stolper i en høyde av 8 m. En trefase luftledning krevde ca 3000 stolper, 9000 oljeisolatorer og 60 tonn kobbertråd med diameter 4 mm. Flyselskapet ble hovedsakelig drevet med jernbane.

Strømmen overføres under en spenning på 8500 V (det ble deretter utført to serier av eksperimenter der spenningen til den overførte strømmen økte til 15000 og 25000 V) fra Laufen i Frankfurt am Main. Den trefasede kraftledningen ble lansert i Frankfurt under den internasjonale elektrotekniske utstillingen i 1891. Denne utstillingen demonstrerte trefasestrøm som et nytt system for første gang.

Hele transmisjonen ble designet og bygget av AEG og Maschinenfabrik Oerlikon under ledelse av Oskar von Miller og Mikhail Osipovich Dolivo-Dobrovolsky. Transformatorinstallasjonen, generatorer og oljeisolatorer ble designet av Charles Brown Jr. (1863 — 1924), en designer og ingeniør, oppfinner og gründer som satte et lysende spor i teknologihistorien.

Den offisielle lanseringen av den første høyspente trefasede elektriske kraftoverføringen på den internasjonale elektrotekniske utstillingen fant sted tirsdag 25. august 1891 kl. 12.00. Den første testlanseringen ble avsluttet noen dager tidligere.

Ved Laufen mater en turbin en trefase Braun-generator. Dette er en typisk bil fra 90-tallet. XIX århundre, en av de første tre-fase generatorer. Her roterer elektromagneten foran det stasjonære ankeret som omgir den.

Armaturen besto av 96 stenger sammenkoblet i tre viklinger, i hver av dem endret strømmen seg med en faseforskyvning på 120 °. Statorstrømmen ved full belastning var opptil 1400 A, noe som krevde bruk av tykke kobberstenger med en diameter på nesten 30 mm og varmebestandig isolasjon ved bruk av asbestrør.

Eksitasjonsstrømmen som tilføres av batteriene, tilføres rotoren gjennom to kobbertråder som er festet til rulleringer foran på generatoren til akselen. Generatoren er vurdert til 150 rpm.Frekvensen til den trefasede vekselstrømmen var 40 Hz.

Denne generatoren gir en strøm på 55 V, som forsterkes av en transformator. I Frankfurt trappet en annen transformator ned til 65 V. Det ble brukt to oljekjølte transformatorer, en 100 kVA fra AEG og en annen 150 kVA fra Maschinenfabrik Oerlikon.

Togstasjon i Laufen

På en elektrisk utstilling i Frankfurt drives strømmen av en 100 hk trefase Dolivo-Dobrovolsky-motor. landsby, som drev en hydraulisk pumpe som leverte vann til den sterkt opplyste ti meter lange dekorative fossen.

Det var den kraftigste trefasede asynkronmotoren i verden på den tiden. I tillegg ble utstillingen opplyst av 1000 elektriske glødelamper.Disse lampene omkranset et skilt i midten hvor det sto: "Laufen-Frankfurt Power Line". Nedenfor er lengden på linjen - 175 km, og på siden - navnene på selskapene som utførte eksperimentet - "Oerlikon" og "AEG".

Dolivo-Dobrovolski elektrisk motor

Laufen-Frankfurt overføringsordning

Laufen-Frankfurt-transmisjonen har blitt mye studert. En ekspertkomité utførte detaljerte tester av maskinene.

Konklusjonene fra denne kommisjonen er som følger: overføring av elektrisk energi over en avstand på 170 km ved vekselstrøm ved en spenning på 8500 V med bar kobbertråd leverer 68,5 % til 75,2 % av energien som genereres ved Laufen til Frankfurt. Overføringstap ble begrenset av motstanden til ledningene. Effekten av kapasitet var helt ubetydelig. Overføringen var like jevn, sikker og korrekt som ved en spenning på flere hundre volt og en avstand på flere meter.

Denne konklusjonen var av stor historisk betydning, fordi den gjennom Laufen-Frankfurt-transmisjonen kombinerte alle forbindelsene til den nye elektroteknikken, inkludert en trefase generator og motor, en transformator og høyspent vekselspenning.

Charles Browns trefasedynamo viste en effektivitet på 93,5 % i henhold til verifikasjonskommisjonens dokumenter. belastningen var 190 liter. c. Virkningsgraden til transformatorene er 96 %.

Prinsippet om å konvertere mekanisk energi til elektrisitet og konvertere elektrisk energi tilbake til mekanisk energi, prinsippet nedfelt i revolusjonen produsert av elektrisitet, ble gitt en adekvat form i vekselstrømsteknologi. Selve vekselstrømsteknologien, som begynner med denne overføringen, utviklet under formen trefaset elektroteknikk.

På kongressen, som ble holdt samtidig med utstillingen, laget M. O. Dolivo-Dobrovolsky en stor rapport der han skisserte grunnlaget for teorien om trefasestrømkretser. Talen hans fungerte som utgangspunktet for mange påfølgende teoretiske arbeider og utviklinger i denne nye industrien.

Utstillingens viktigste begivenhet var "1891 International Congress of Electrical Engineers at Frankfurt am Main", som fant sted i uken 7.-12. september.

Besøk av kraftverket i Laufen av deltakerne i International Congress of Electrical Engineers. Charles Brown (øverste rad fjerde fra høyre). Forgrunn: Emile Rathenau (6. venstre) Marcel Despres (7. venstre), Gisbert Kapp (bak de to over), Dr. John Hopkinson (8. venstre), like bak ham - Peter Emile Huber , William Henry Preece (2. fra høyre), Postmester Friedrich Ebert (1. fra høyre).

Det siste punktet i arbeidet med Frankfurt-utstillingen ble satt av en detaljert to-binders "offisiell rapport", i alle detaljer som gjenspeiler dens organisering, arbeid og pressedekning.

Generatorer har blitt bygget av Gram og andre designere siden 1970-tallet. XIX århundre. På 1980-tallet dukket det opp mange nye design (Cypernovsky, Morday, Forbes, Thomson, Ferranti, etc.).

Ferrantis bil

Den italienske professoren Galileo Ferraris og en amerikansk ingeniør fra Serbia gjorde mest for å forstå årsakene til rotasjonen av magnetfeltet. Nikola Tesla… Uavhengig av hverandre nådde de lignende resultater. Nesten samtidig, i 1888, rapporterte de om arbeidet sitt. Nikola Tesla beskriver ulike flerfasesystemer. Han anser imidlertid også tofase som det mest passende.

Det ble tatt i bruk i Niagara vannkraftverk, som var enormt for sin tid, bygget i Amerika, så vel som i flere andre installasjoner i Europa. Kort tid etter den første overføringen av trefasestrøm fra Laufen til Frankfurt, beviste imidlertid de trefasesystemer som er vanlige i Europa sine fordeler og tvang amerikanerne til å konvertere "Tesla-systemene" til trefasestrøm.

På 1990-tallet gikk de over fra enfasede vekselstrømsgeneratorer til flerfasede. I dette tilfellet tilhører hovedkreditten Dolivo-Dobrovolsky - før ham brukte de en billig tilkobling av enfasemaskiner.

Etter utstillingen ble generatoren brukt til å drive Heilbronn, som dermed ble den første byen i verden som fikk trefasestrøm. Den originale generatoren er for tiden plassert i Deutsches Museum i München.

Laufen generator i museet

Vi kan trygt si det i perioden fra 1888 til 1891alle de grunnleggende elementene i et trefaset elektrisk system ble utviklet, som fullt ut har beholdt sin betydning og er mye brukt og utviklet i dag.

Overføringen av elektrisk energi fra Laufen til Frankfurt am Main demonstrerer overbevisende muligheten for en grunnleggende løsning på det komplekse problemet med sentralisert elektrisitetsproduksjon og dens overføring over lange avstander.

Betydningen av utstillingen i Frankfurt ligger også i at den hadde stor innvirkning på opinionen. Samtiden ser på Frankfurt-utstillingen som et avgjørende vendepunkt i elektrisitetsforsyningens historie. Elektroteknikk er i ferd med å bli en ledende teknologi. AC-selskaper dukket opp som vinnerne, og DC-bedrifter begynte raskt å anskaffe lisenser for AC-teknologi.

Emil Rathenau oppsummerte suksessen med å overføre energi over en så stor avstand: "Nylige fremskritt vil gjøre oss i stand til å bygge praktfulle energiproduserende sentre overalt - i fjellene og på kysten, for å utnytte energien fra fjellbekker og tidevann, og kl. mest - de store elvestrykene - for å forvandle dem, hittil sløsing med energi, til nyttig elektrisitet, for å transportere den til hvilken som helst avstand, og dit for å distribuere og bruke den på noen måte. »

Med pilotoverføringen av trefaset vekselstrøm fra Laufen til Frankfurt i 1891 begynte all moderne elektrifisering.