Geum.ru

Выдающиеся физики и электротехники создатели основ электропривода доминик Франсуа Жан араго

Вид материалаДокументы

Содержание


Майкл ФАРАДЕЙ
Джозеф ГЕНРИ
Борис Семенович ЯКОБИ
Эмилий Христианович ЛЕНЦ
Поль Гюстав ФРОМАН
Вернер фон Сименс
Зеноб Теофиль ГРАММ
Схема машины Грамма.
Дмитрий Александрович ЛАЧИНОВ
Павел Николаевич ЯБЛОЧКОВ
Никола Тесла
Михаил Осипович
Подобный материал:


ВЫДАЮЩИЕСЯ ФИЗИКИ

И ЭЛЕКТРОТЕХНИКИ

- СОЗДАТЕЛИ ОСНОВ ЭЛЕКТРОПРИВОДА


Доминик Франсуа Жан АРАГО

1786 – 1853


Доминик Франсуа Жан Араго родился 26 февраля 1786 г. в местечке Эстажель близ г. Перпиньян на самом юге Франции. Стремясь к карьере военного инженера, Франсуа Араго самостоятельно подготовился и в 17 лет блестяще сдал экзамены в Политехническую школу в Париже, но по окончании ее в 1805 г. нашел свое подлинное признание в научной деятельности как физик, астроном, математик, метеоролог, геофизик...

Научные работы Араго посвящены магнетизму, оптике, астрономии.

Одним из примечательных открытий Д.Ф. Араго в области электромагнетизма является «магнетизм вращения» (1824 г.). Сущность явления состояла в следующем (см. рис.): при вращении подковообразного магнита вокруг вертикальной оси алюминиевый или медный диск 1 также начинал вращаться. Направление вращения диска совпадало с направлением вращения оси магнита. Чтобы исключить возможность увлечения диска потоками воздуха, магнит и диск были разделены стеклом 2.

В 1879 г. У.Бейли сделал сообщение в Лондонском Физическом обществе «Способ получения вращения Араго». В опыте Араго магнит приводился во вращение с помощью ременной передачи, Бейли же получил вращение магнитного поля поочерёдным подключением обмоток 4 стержневых электромагнитов к источнику постоянного тока. Однако такое устройство требовало коммутатора.

Еще через десять лет Феррарис, а немного позже и Н. Тесла,

показали возможность создания вращающегося магнитного поля при неподвижных электромагнитах. Предлагалось расположить два электромагнита под прямым углом друг к другу и подать на обмотку каждого переменные напряжения, сдвинутые по фазе на 90°. Это был решающий шаг на пути создания промышленного асинхронного электродвигателя. Однако, именно опыт Араго продемонстрировал основной принцип работы асинхронного двигателя, что и послужило основным импульсом к исследованиям в этом направлении, которые и завершились созданием этого двигателя в конце XIX века практически в том виде, в котором он дошел до наших дней.


Майкл ФАРАДЕЙ

1791-1867




Английский физик, основоположник учения об электромагнитном поле, Майкл Фарадей родился 22 сентября 1791 г. в окрестностях Лондона, в семье кузнеца. Он был первым, кто обнаружил химическое действие электрического тока, взаимосвязь между электричеством и магнетизмом, магнетизмом и светом. Открыл (1831) электромагнитную индукцию – явление, которое легло в основу электротехники. Установил (1833-34) законы электролиза, названные его именем, открыл пара- и диамагнетизм, вращение плоскости поляризации света в магнитном поле (эффект Фарадея). Доказал тождественность различных видов электричества. Ввел понятия электрического и магнитного поля, высказал идею существования электромагнитных волн.

В период до 1821 г. Фарадей опубликовал около 40 научных работ, главным образом по химии. Постепенно его экспериментальные исследования все более переключались в область электромагнетизма. После открытия в 1820 г. Х.Эрстедом магнитного действия электрического тока Фарадея увлекла проблема связи между электричеством и магнетизмом.

В 1821 г. Фарадей впервые наблюдает вращение магнита вокруг проводника с током и проводника с током вокруг магнита, создает прибор (см. рис.), представляющий собой прототип электродвигателя.

29 августа 1831 г. Фарадей открывает явление электромагнитной индукции – явление порождения электрического поля переменным магнитным полем. Десять дней напряженнейшей работы позволили Фарадею всесторонне и полностью исследовать это явление, которое без преувеличения можно назвать фундаментом всей современной электротехники.

В работах Фарадея по электромагнетизму важным также является понятие поля. Он первый в 30-х годах ввел понятие поля, в 1845 г. употребил термин «магнитное поле», отчетливо сформулировал свою концепцию поля в 1852 г. Для описания электрических и магнитных явлений Фарадей ввел представление об электрических и магнитных силовых линиях. Он является создателем учения об электромагнитном поле.

Даже далеко не полный перечень того, что внес в науку Фарадей, дает представление об исключительном значении его трудов. В этом перечне, однако, отсутствует то главное, что составляет громадную научную заслугу Фарадея: он первым создал полевую концепцию в учении об электричестве и магнетизме. Если до него господствовало представление о прямом и мгновенном взаимодействии зарядов и токов через пустое пространство, то Фарадей последовательно развивал идею о том, что активным материальным переносчиком этого взаимодействия является электромагнитное поле. Точка зрения на электродинамику с позиций концепции поля, основоположником которой был Фарадей, стала неотъемлемой частью современной науки. Труды Фарадея ознаменовали наступление новой эры в физике.

Джозеф ГЕНРИ

1797–1878




Джозеф Генри родился 17 декабря 1797 г. недалеко от Олбани (штат Нью-Йорк) в бедной семье. Прочитав случайно попавшую ему в руки книгу по физике, заинтересовался этой наукой и смог поступить в Академию в Олбани. По окончании Академии (1822) он получает место преподавателя математики и физики в Олбани. В 1832 г. Генри становится профессором Принстонского колледжа, в 1846 г. – директором Смитсоновского института в Вашингтоне.

В 1831 г. в статье «О возвратно-поступательном движении, производимом магнитным притяжением и отталкиванием» он описывает модель созданного им электродвигателя с качающимся движением «электромагнита-коромысла» (см.рис.). Электромагнит совершал 75 качаний в минуту и мог двигаться более часа, пока действовала гальваническая батарея. По современным оценкам электродвигатель имел мощность 0,044 Вт и не представлял интереса для практики.

Однако конструкция двигателя Генри заслуживает внимания, прежде всего потому, что в ней впервые была сделана попытка использовать притяжение разноименных и отталкивания одноименных полюсов для получения непрерывного (в данном случае качательного) движения.

Неоспоримо установлено, что электромагнитную индукцию Генри открыл в промежутке между 14 и 28 июня 1832 г., одновременно с публикацией рефератов первых двух серий «Экспериментальных исследований по электричеству» Фарадея. С этими рефератами Генри познакомился только осенью 1832 г. уже после публикации своей статьи.

Во время исследования электромагнитной индукции Генри поставил несколько различных экспериментов. Большая катушка подключалась к гальванометру. При опускании внутрь катушки электромагнита, подключенного к батарее, стрелка гальванометра отклонялась (то же происходило и при поднятии электромагнита из катушки). Эта схема очень похожа на рисунок из лабораторного журнала Фарадея.

Удивительно, как схожи оказались эксперименты двух великих физиков, работавших независимо друг от друга на разных континентах!

Борис Семенович ЯКОБИ


1801-1874




Труды русского изобретателя, ученого, академика Бориса Семеновича Якоби легли в основу современной теории электромагнитных машин.

«Имя... Бориса Семеновича Якоби хорошо известно, как имя изобретателя гальванопластики, пионера в области электромагнитной телеграфии, конструктора первого электродвигателя, получившего применение при движении лодки и т. п. Меньше знают Якоби как одного из первых организаторов международной метрической службы и еще меньше, как инициативного работника в области электротехнических измерений, способствовавшего своими работами улучшению методов электротехнических измерений и совершенствованию электрических измерительных приборов», – писал член-корреспондент АН СССР, электротехник М. А. Шателен.

Борис Семенович (Мориц Герман) Якоби родился 9 сентября 1801 г. в Потсдаме (Германия). Учился в Берлинском и Гёттингенском университетах, получил диплом архитектора и работал по специальности. В 1834 г. в Кенигсберге начал заниматься электротехникой. В 1835 г. был приглашен в Россию на должность экстраординарного профессора в Университет г. Дерпт (ныне Тарту), а в 1838 г. переехал в Санкт-Петербург.

В мае 1834 г. Якоби построил свою первую модель электродвигателя с вращающимся рабочим валом. Работа двигателя была основана на притягивании разноименных магнитных полюсов и отталкивании одноименных. Немного позже появилась другая модель новой «магнитной машины».

В 1839 г. Якоби вместе с академиком Э.Х. Ленцем построил два усовершенствованных и более мощных электродвигателя. Один из них был установлен на большой лодке и вращал ее гребные колеса. При испытаниях лодка с экипажем из четырнадцати человек поднималась против течения Невы. Это судно явилось первым в мире, которое приводилось в движении электричеством. Другой электродвигатель Якоби - Ленца катил по рельсам тележку, в которой мог находиться человек. Эта скромная тележка приходится «бабушкой» трамваю, троллейбусу, электропоезду, электрокару. Правда, сидеть в ней было не очень удобно, поскольку свободного места там почти не оставалось из-за батареи. Других источников электрического тока тогда не знали. При этом элементы батарей быстро выходили из строя: цинковый электрод в них разрушался – «сгорал», как сгорает уголь в топке паровой машины. Но уголь был дешев, а цинк в то время стоил очень дорого. Получалось, что работа электродвигателя с батареями была почти в 12 раз дороже, чем работа паровой машины.

В статьях, опубликованных в 1840 и 1850 гг, Якоби изложил законы электромагнитных двигателей. Он доказал невозможность значительного увеличения полезной работы за счет электрического тока данной мощности путем дальнейшего усовершенствования и перестройки электромагнитных машин. Если такая перестройка приведет к выигрышу в скорости двигателя, то этот выигрыш неминуемо будет сопровождаться потерей в силе, и наоборот – выигрыш в силе приведет к уменьшению скорости. Это положение до Якоби было признано лишь в области чистой механики.


Эмилий Христианович ЛЕНЦ

1804 – 1865

Э.Х. Ленц родился 12 (24) февраля 1804 г. в Дерпте (теперешнем Тарту) в семье обер-секретаря городского магистрата. В возрасте 16 лет Ленц поступил на химический факультет Дерптского университета; через год перешел на богословский факультет. В 1823 - 1826 гг. принял участие в качестве физика в кругосветной экспедиции. В плавании Ленц показал себя как выдающийся физик-экспериментатор. С помощью сконструированных им глубометра и батометра (прибора для взятия проб воды и определения ее температур) занимался физическими исследованиями в водах Берингова пролива, Тихого и Индийского океанов, установил происхождение теплых и холодных морских течений, открыл закон океанических циркуляций.

По приглашению академика Е.И.Паррота в 1827 г. переехал в Петербург и начал работать в Физическом кабинете Петербургской Академии наук. Здесь он начинает свои знаменитые исследования в области электричества и магнетизма. Среди многочисленных научных работ Ленца наиболее известны две: «Об определении направления гальванических токов, возбуждаемых электро-дина–мической индукцией» (1833) и «О законах выделения тепла гальваническим током» (1842).

Ленц стоял у истоков первой в России школы физиков-электротехников, последователями которой стали А.С.Попов, Ф.Ф.Петрушевский, В.Ф.Миткевич, М.А.Шателен и др. Основные его работы посвящены вопросам теории и практического применения электричества. Исследования в этой области Ленц начал в 1831 г. в лаборатории первого русского электротехника – академика В.В.Петрова. Здесь Ленц сконструировал чувствительный гальванометр, проверил справедливость закона Ома. Вскоре после открытия Фарадеем явления электромагнитной индукции Ленц сформулировал закон, устанавливающий направление индуцированного тока (1833), известный ныне как «правило Ленца». Ленцу удалось выяснить, что индуцированный ток будет направлен таким образом, что северный полюс генерируемого током магнитного поля будет ориентирован в сторону северного полюса вдвигаемого магнита. Поскольку между двумя северными полюсами магнитов действуют силы взаимного отталкивания, наведенный в контуре индукционный ток потечет именно в таком направлении, что будет противодействовать введению магнита в контур. И это лишь частный случай, а в обобщенной формулировке правило Ленца гласит, что индукционный ток всегда направлен так, чтобы противодействовать вызвавшей его первопричине.

В 1842 г. независимо от Дж.Джоуля Ленц открыл закон теплового действия электрического тока (закон Джоуля-Ленца). Особое место в научной деятельности Ленца занимало сотрудничество с академиком Б.С.Якоби, результатом которого стала их совместная работа «О законах электромагнитов» (1838 - 1844), где изложены методы расчета электромагнитов в электрических машинах. Вместе ученые установили существование в этих машинах так называемой «реакции якоря». Ленц открыл обратимость электрических машин, изучал зависимость сопротивления металлов от температуры. Его работы помогли вывести российскую технику на уровень последних научных достижений того времени.


Поль Гюстав ФРОМАН

1815-1865


Французский инженер Поль Гюстав Фроман в 1844 г. разработал электродвигатель, являющийся прообразом современных вентильно-индукторных электродвигателей. Примечательно, что двигатель Фромана был одним из первых электродвигателей, нашедших применение в промышленных целях. В частности, такие двигатели использовались в типографиях в 50-х и 60-х годах XIX века.

Двигатель имел достаточно простую конструкцию. На вращающемся барабане параллельно оси были укреплены восемь толстых пластин из магнито-мягкой стали на равных 45° угловых расстояниях друг от друга. На неподвижной станине двигателя вокруг барабана закреплялись шесть подковообразных электромагнитов, также на равных угловых расстояниях друг от друга - по 60°. Ток в обмотки электромагнитов поступал через коммутатор, который осуществлял подключение источника ЭДС к соответствующим электромагнитам в зависимости от угла поворота барабана. В положении, показанном на рисунке, два электромагнита Н находятся на оси пластин α и α', а следующая по направлению вращения пара электромагнитов F находится впереди пластин  и ' на угол 15°. Ток протекает в электромагнитах F, которые будут притягивать пластины  и '. Вал повернется на 15°, после чего  и ' окажутся непосредственно против F. В этот момент прохождение тока через пару электромагнитов F прерывается. Ток пойдет через электромагниты D, находящиеся также на расстоянии 15° от пластин γ и γ', и т. д.. Таким образом, за один оборот подвижный барабан 24 раза подвергается воздействию пары притягивающих сил, действующих в одном и том же направлении, всякий раз, когда пара противоположных стальных пластин приближается к паре соответствующих электромагнитов.

Для коммутации тока использовалось колесо с восемью зубцами, угловое расположение которых соответствует расположению стальных пластин. Это колесо, вращающееся вместе с барабаном, было изолировано от вала, но находилось в постоянном контакте с положительным полюсом электрической батареи, являвшейся источником энергии для этого двигателя. Зубцы, последовательно контактируя с пружинами d, h и f, обеспечивали подвод ток к соответствующей паре электромагнитов.

Этим электродвигателям были свойственны существенные недостатки: большие габариты машины при сравнительно малой мощности, большое магнитное рассеяние и низкий КПД. Кроме того, вращающий момент на валу таких электродвигателей отличался непостоянством, и действие их было в большей или в меньшей степени толчкообразным. Эти недостатки электродвигателя до самых последних десятилетий ограничивали его применение в системах электропривода, когда достигнутый уровень технологий дал двигателям этого типа новую жизнь.


Вернер фон Сименс

1816 – 1892


Вернер фон Сименс родился 13 декабря 1816 г. в имении Ленте под Ганновером в семье небогатого сельского хозяина. По окончании гимназии в Любеке в 17 лет Сименс отправляется пешком в Берлин, поступает в офицерскую школу, успешно заканчивает ее и, ощущая свою техническую одарённость, начинает заниматься изобретательством. Его первое изобретение – метод гальванических покрытий золотом и серебром – было сделано вскоре после открытия петербургского профессора Б. Якоби.

В годы молодости Сименса в Берлине было много возможностей получить техническое образование, и он вступает в Политехническое общество. На одном из его заседаний он сделал критический анализ работы введенного в Пруссии оптического телеграфа и предложил коренные усовершенствования строящегося англичанами электрического стрелочного телеграфа. Среди тех, кто поддержал идеи Сименса, был Иоганн Георг Гальске.

Усовершенствования телеграфа привели к созданию целого ряда новых устройств и приборов: реле для усиления электрических сигналов, устройства грозозащиты, фарфоровых изоляторов в форме колокольчика, пресса для гуттаперчевых покрытий проводов и кабелей и др. 1 октября 1847 г. В. Сименс и И. Г. Гальске основывают «Организацию по строительству и развитию телеграфа Сименс и Гальске». Первый крупный заказ Сименс получил на строительство телеграфной линии Берлин - Франкфурт-на-Майне. В это время наряду с телеграфной аппаратурой фирма Сименса производит электромедицинские приборы и электрические сигнальные устройства для железных дорог.

С поставки 75 телеграфных аппаратов для телеграфной линии Москва - Петербург начинается в 1851 г. плодотворное сотрудничество фирмы «Сименс и Гальске» с Россией. Для питания линий впоследствии использовались динамо-машины - новое важное изобретение Сименса, основанное на принципе параллельного самовозбуждения.

Много внимания уделял Сименс прокладке морских телеграфных линий. Венцом его деятельности в этой области является создание телеграфной линии между Европой и Америкой через Атлантический океан. При прокладке подводных кабелей Сименсом было выполнено множество изобретений и усовершенствований, а создание «кабельной теории» принесло ему международное признание.

31 мая 1879 г. на промышленной выставке в Берлине демонстрировалась первая электрическая железная дорога длиной 300 м, построенная Вернером Сименсом. Электровоз, напоминавший современный электрокар, приводился в движение электродвигателем мощностью 9,6 кВт (13 л. с.). Электрический ток напряжением 160 В передавался к двигателю по отдельному контактному рельсу, обратным проводом служили рельсы, по которым двигался поезд - три миниатюрных вагончика со скоростью 7 км/час, скамейки вмещали 18 пассажиров.

В 1882 г. Вернер фон Сименс стал иностранным членом-корреспондентом Петербургской Академии наук.


Зеноб Теофиль ГРАММ

1826 – 1901




Во второй половине XIX века, несмотря на целый ряд научных открытий и технических достижений в области электро­техники, практическое применение электри­чества тормозилось из-за отсутствия эконо­мичного генератора электрического тока. Развитию промышленной электротех­ники способствовали работы З.Т. Грамма.

Зеноб Теофиль Грамм, родился 4 апреля 1826 г. в маленьком бельгийском городке. Не окончив школу, юный Грамм рано начал работать. Интерес к электричеству возник у Грамма после поступления на работу в 1856 г. на завод по производству электрического оборудования «Альянс» во Франции. В 1867 г. Грамм получил свой первый патент. В 1870 г. он изобрёл самовозбуждающийся электрический генератор с кольцевым якорем и коллектором современного типа.

В генераторе Грамма физический принцип самовозбуждения сочетался с весьма удачными конструктивными решениями – применением кольцевого якоря и практически современного типа коллектора. Принцип самовозбужде­ния генератора был впервые сформулирован в 1852 г. С. Хиортом. Кольцевой якорь был изобретён А. Пачинотти в 1860 г. Однако Грамм усовершенствовал этот якорь, изготовляя тело якоря из пучка стальных изолированных проволок, благодаря чему заметно снижались потери на вихревые токи.

Одним из важнейших преимуществ кольцевого якоря являлось то, что он давал постоянный ток, практически неизменный по величине. Такой ток полностью отвечал тем требованиям, которые предъявлялись условиями самовозбуждения генератора. В противоположность этому в ранних конструкциях генераторов с самовозбуж­де­нием ток был резко пульсирующим.

Г
Схема машины Грамма.
енератор Грамма оказался весьма экономичным источником электрической энергии, позволявшим получать значительные мощности при высоком к.п.д. и сравнительно малых габаритах и весе. Поэтому он быстро вытеснил другие типы генераторов и получил широкое распространение. Для промышленного производства своего генератора Грамм основал в 1871 г. завод, назвав его «Общество магнито­электри­ческих машин Грамма».

В 1873 г. на международной выставке в Вене с помощью двух машин Грамма была продемонстрирована возможность передачи электрической энергии по проводам на расстояние около мили. Это произвело сенсацию в инженерных кругах того времени. С 1873 г. началось широкое применение машины Грамма в качестве двигателя.


Дмитрий Александрович ЛАЧИНОВ

1842-1902


В учебном пособии для вузов «Теория автоматизированного электропривода» М.Г. Чиликина, В.И. Ключева, А.С. Сандлера, изданном в 1979 г., отмечается, что «теория электропривода как самостоятельная наука родилась в нашей стране». Началом ее зарождения можно считать 1880 год, когда в первом номере журнала «Электричество» была опубликована статья Д.А. Лачинова «Электромеханическая работа», в которой впервые были обоснованы преимущества электрического распределения механической энергии.

Дмитрий Александрович Лачинов родился в селе Лесное Конобеево Рязанской области в 1842 г. В 1859 г. поступил на физико-математический факультет Петербургского университета. В 1862 г. в связи с временным закрытием университета из-за студенческих волнений уехал в Гейдельберг, где продолжил обучение, слушая лекции Германа Людвига Гельмгольца, Густава Роберта Кирхгофа. По возвращении в Россию Д.А. Лачинов сдал экзамены за полный курс университета (1864) и получил место профессора физики в Петербургском Лесном институте. Был членом-организатором физического отделения Русского физико-химического общества и членом многих заграничных учёных обществ.

В серии статей в журнале «Электричество» Д.А. Лачинов впервые изложил основы электропривода. В этих статьях Дмитрий Александрович показал целесообразность использования индивидуального электропривода, проанализировал свойства электропривода с двигателем постоянного тока, рассмотрел вопросы о КПД электрических машин, сформулировал условия питания двигателя от генератора и дал классификацию машин по способу возбуждения. Д.А. Лачинов изложил теорию рассмотрения свойств электродвигателя с точки зрения механических характеристик, вывел уравнения механических характеристик двигателей постоянного тока последовательного возбуждения.

Кроме того, Дмитрий Александрович занимался проблемами передачи электроэнергии на расстояния и одним из первых предложил метод повышения напряжения в линии передач для увеличения коэффициента полезного действия. Д.А. Лачинов разработал метод изготовления аккумуляторов из губчатого свинца, изобрел прибор для обнаружения дефектов электрической изоляции, исследовал процессы, происходящие в дуге, изобрел оптический динамометр и многие другие приблры.


Павел Николаевич ЯБЛОЧКОВ

1847 – 1894

Российский электротехник, изобретатель и предприниматель родился в Саратовской губернии в семье мелкопоместного дворянина. Получил образование военного инженера - окончил в 1866 г. Николаевское инженерное училище и в 1869 г. Техническое гальваническое заведение в Петербурге.

Совместно с Н.Г.Глуховым организовал мастерскую физических приборов, где проводил работы по электротехнике, которые в дальнейшем легли в основу его изобретений в области электрического освещения, электрических машин, гальванических элементов и аккумуляторов.

Выдающейся заслугой Яблочкова стало изобретение «системы дробления электрического света», т.е. включение произвольного числа дуговых ламп в цепь, питаемую от одного генератора. Из нескольких способов «дробления света», предложенных Яблочковым, практическое применение получили два. Второй - наиболее перспективный – с применением индукционных катушек, явившихся прообразом современного трансформатора: все свечи включались во вторичную обмотку индукционной катушки. В этой схеме индукционные катушки представляли собой однофазный трансформатор с разомкнутым магнитопроводом и коэффициентом трансформации, равным единице.

В 1879 г. Яблочков организовал "Товарищество электрического освещения П.Н. Яблочков - изобретатель и К°". Со 2-й половины 1880-х годов Яблочков занимался главным образом вопросами генерирования электрической энергии: сконструировал "магнито–динамоэлектрическую машину", которая уже имела основные черты современной индукторной машины, содержащей главные черты индукторного генератора, применявшегося в 19 веке для получения токов высокой частоты.

Провел много оригинальных исследований в области практического решения задачи непосредственного превращения энергии топлива в электрическую энергию, предложил гальванический элемент со щелочным электролитом, так называемый «топливный элемент», создал регенеративный элемент – автоаккумулятор, который мог обеспечивать электроэнергией мелкие кустарные производства и заменить ручной труд различными станками с электроприводом.

Яблочков был участником электротехнических выставок в России (1880 и 1882), Парижских электротехнических выставок (1881 и 1889), Первого международного конгресса электриков (1881), одним из инициаторов создания электротехнического отдела Русского технического общества и журнала "Электричество". Награжден медалью Русского технического общества.

Учрежденная в 1947 г. премия П.Н.Яблочкова за лучшую работу по электротехнике присуждается выдающимся ученым 1 раз в 3 года.


Никола Тесла

1856 – 1943


Никола Тесла родился 10 июня 1856 г. в Смиляне (Хорватия). Окончил Политехнический институт в Граце (1878) и пражский университет (1880). Работал инженером в Будапеште и Париже. В 1884 г. приехал в Нью-Йорк, где организовал свою лабораторию.

Тесла разработал ряд конструкций многофазных (преимущественно двухфазных) генераторов, электродвигателей и трансформаторов, а также схемы передачи и распределения многофазных токов.

В 1888 г. Тесла, независимо от Г. Феррариса и несколько ранее его, дал строгое научное описание существа явления вращающегося магнитного поля. Он доказал, что непрерывное «переменное» магнитное поле можно получить, если две катушки, расположенные под прямым углом друг к другу, питать двумя переменными синусоидально изменяющимися токами с фазным сдвигом, равным 90°. В том же году Тесла получил свои основные патенты на изобретение многофазных электрических машин, в том числе асинхронного электродвигателя (см. рисунок), и системы передачи электроэнергии посредством многофазного переменного тока.

С использованием двухфазной системы, которую Тесла считал наиболее экономичной, в США был пущен ряд промышленных электроустановок, в том числе Ниагарская ГЭС, с тремя двухфазными генераторами по 5000 л.с.

С 1889 года Тесла приступил к исследованиям токов высокой частоты и высоких напряжений. Он изобрел первые образцы электромеханических генераторов высокой частоты (в том числе индукторного типа) и высокочастотных трансформаторов (Тесла трансформатор, 1891), создав тем самым предпосылки для развития новой отрасли электротехники – техники высокой частоты. Работы Теслы по беспроводной передаче сигналов в период с 1896 г. по 1904 г. оказали существенное влияние на развитие радиотехники. В эти же годы Тесла сконструировал ряд радиоуправляемых самоходных механизмов, названных им "телеавтоматами".

На свои изобретения Тесла получил более 800 патентов. Его именем названа единица измерения плотности магнитного потока (магнитной индукции). Умер Тесла в Нью-Йорке 7 января 1943 г.


Михаил Осипович

Доливо-Добровольский


1862–1919

Михаил Осипович Доливо-Добровольский родился 2 января 1862 г. в пригороде Петербурга, Гатчине, в семье чиновника. Школьные годы будущего всемирно известного электротехника прошли в Одессе, где он в 1878 г. успешно оканчивает «реальное училище» и решает свое дальнейшее образование связать с техникой. В том же году Доливо-Добровольский поступает в Рижский политехнический институт. Однако уже летом 1881 г. за участие в революционных выступлениях молодежи его исключают из университета без права обучения в каком либо учебном заведении России. В этой ситуации у него остается единственный выход – продолжить свое обучение за границей. С 1881 по 1884 годы Доливо-Добровольский учится в высшем техническом училище города Дармштадт (южная Германия). Примечательно, что именно в этом училище впервые в практике высшего образования был введен учебный курс электротехники. После окончания этого учебного заведения Доливо-Добровольский остается в его стенах в качестве ассистента на отделении электротехники и, кроме преподавательской, ведет активную научную работу. Известны его статьи этого периода, напечатанные в российском журнале «Электротехника».

В 1887 г. Доливо-Добровольский переходит на работу в быстро растущую берлинскую фирму АЕG, в которой занимает пост «главного электрика». Это время было периодом интенсивного становления промышленной электротехники, когда бурно развивались фирмы по выпуску устройств для генерации, передачи и использования электроэнергии. На тот момент деятельность каждой из таких фирм была связана с творчеством кого-либо из выдающихся ученых и инженеров - электротехников: Эдисона, Вестингауза, Тесла, Сименса, Бредли, Бовери и ряда других. Можно с уверенностью утверждать, что именно изобретения Доливо-Добровольского послужили основой рыночного успеха фирмы АЕG.


Рис.1
Первым всемирно известным достижением Доливо-Добровольского в области техники трехфазного тока является изобретение конструкции ротора асинхронного двигателя в виде «беличьей клетки» с короткозамкнутыми медными стержнями по окружности стального цилиндра (рис.1). Обмотку статора изобретатель сделал распределенной (для уменьшения сопротивления воздушного зазора), применив для этого обмотку якоря двигателя постоянного тока, поделенную на три секции. Первый образец такого двигателя был построен в 1889 г. (он развивал мощность 100 Вт). Уже в 1893 г. на промышленной выставке в Чикаго фирма АЕG восхищала посетителей образцами серийных трехфазных асинхронников, имевших мощность десятки киловатт и КПД выше 90%. Ближайшие конкуренты из фирмы Вестингауз противопоставляли этому менее эффективные двухфазные двигатели Теслы.


Рис.2
В этот же период Доливо-Добровольский уделяет много внимания решению проблемы улучшения характеристик асинхронного двигателя в режиме пуска. В 1890 г. он запатентовал конструкцию двигателя, имевшего трехфазный ротор, концы обмоток которого соединялись с тремя кольцами на валу (рис.2). При помощи щеток к этим кольцам подключался пусковой реостат. В том же году Доливо-Добровольский разрабатывает конструкцию трехфазного автотрансформатора, применение которого для питания статора асинхронного двигателя позволило снизить пусковые токи у двигателя с короткозамкнутым ротором.

В 90-х годах Доливо-Добровольского много внимания уделяет разработкам индукторных генераторов для систем трехфазного тока. Им было предложено несколько конструкций таких генераторов, отличающихся высокой технологичностью. В этих генераторах обмотка возбуждения и якорные обмотки выполнялись неподвижными, а ротор представлял собой вращающуюся стальную конструкцию с зубцами по периметру (рис.3).


Рис.3
Создание элементов техники трехфазного тока – генераторов, двигателей, трансформаторов, электрических аппаратов и приборов – стало основным делом жизни Доливо-Добровольского, принесло ему мировую известность и славу.