लॉफेन ते फ्रँकफर्टपर्यंतचे पहिले तीन-टप्प्याचे प्रसारण

एसी तंत्रज्ञानाच्या अंतर्गत तत्त्वांचे सर्वात सामान्य आणि पहिले तांत्रिक मूर्त स्वरूप प्रसिद्ध लॉफेन-फ्रँकफर्ट ट्रान्समिशन होते, जे संपूर्ण निर्मिती आणि विकासासाठी खूप महत्वाचे आहे. एसी तंत्रज्ञान.

लॉफेन शहरात फ्रँकफर्ट एम मेन (हेलब्रॉन शहराजवळ) पासून 175 किमी अंतरावर एक छोटा सिमेंट कारखाना होता जो नेकर नदीची उर्जा तिच्या उर्जेच्या गरजांसाठी वापरत असे. 1890 मध्ये, फ्रँकफर्टमध्ये पॉवर ट्रान्समिशनची कल्पना उद्भवली आणि जर्मन उद्योगपती आणि शोधक ऑस्कर फॉन म्युलर (1855 - 1934) यांनी या विषयावर विविध कंपन्यांशी वाटाघाटी करण्यास सुरुवात केली.

वर्षाच्या शेवटी असे ठरले होते की सिमेंट प्लांट यासाठी नेकरला टर्बाइन पुरवेल, मॅस्चिनेनफॅब्रिक ओर्लिकॉन लॉफेनला जनरेटर आणि जनरल इलेक्ट्रिसिटी कंपनी (AEG) फ्रँकफर्टला इलेक्ट्रिक मोटर देईल.

लॉफेन ते फ्रँकफर्टपर्यंतची ट्रान्समिशन लाइन दोन कंपन्यांनी संयुक्तपणे तयार केली होती, परंतु पहिल्या टप्प्यापासून इलेक्ट्रिकल इंजिनिअरिंगला काही अडचणींचा सामना करावा लागला.ऑस्कर फॉन मिलर आणि या व्यवसायाच्या इतर प्रवर्तकांना जमीन मालक आणि व्यवसायांनी उभारलेल्या अनेक अडथळ्यांवर मात करावी लागली.

रशियन शोधक मिखाईल ओसिपोविच डोलिव्हो-डोब्रोव्होल्स्की (1861 - 1919) यांनी 1887 पासून एईजी कंपनीत काम केले. या कंपनीत असताना, एम.ओ. डोलिवो-डोब्रोव्होल्स्की यांनी तीन-टप्प्यावरील प्रवाहावर त्यांचे प्रसिद्ध कार्य पूर्ण केले, ज्यामुळे लेखक जगप्रसिद्ध झाला आणि विद्युत उर्जेचा वापर आणि प्रसारित करण्याच्या तंत्रात क्रांती घडवून आणली.

त्याला थ्री-फेज ट्रान्सफॉर्मर, मोटर्स आणि जनरेटरसाठी अनेक पेटंट मिळाले. हे लक्षात घेणे देखील मनोरंजक आहे: त्याचे ट्रान्सफॉर्मर डिझाइन मूलभूत बदलांशिवाय व्यावहारिकदृष्ट्या अलीकडेपर्यंत संरक्षित केले गेले आहे.

एम. ओ. डोलिवो-डोब्रोव्होल्स्की

डोलिवो-डोब्रोव्होल्स्की यांनीच प्रथम तांत्रिक समाधानाकडे लक्ष वेधले ज्यामुळे तांबे पॉवर लाइन्समध्ये लक्षणीय बचत झाली - सध्याच्या ट्रान्समिशन सिस्टमला पर्यायी करण्यासाठी तीन-फेज लाइनचा वापर. त्याला धन्यवाद, कंपनीच्या विकासाचा एक नवीन टप्पा सुरू झाला. एईजी, जी नवीन वर्तमान प्रणालीच्या क्षेत्रातील सर्वात महत्वाच्या पेटंटची मक्तेदारी धारक बनली.

त्यावेळी मुख्य प्रवाहातील वैज्ञानिक, तांत्रिक प्रेस आणि अभियांत्रिकी मंडळांनी ट्रान्समिशन प्रकल्पावर नकारात्मक प्रतिक्रिया व्यक्त केली आणि फक्त 5% ऊर्जा फ्रँकफर्टपर्यंत पोहोचेल असा अंदाज व्यक्त केला. फोन लाईन्सच्या भवितव्याबद्दल खूप चिंता होती. सर्वसाधारणपणे, पहिल्या थ्री-फेज ट्रान्समिशनला पहिल्या रेल्वे, पहिल्या डायरेक्ट करंट ट्रान्समिशन आणि याप्रमाणेच प्रतिकूल प्रतिकार होता.

मात्र, लाइन बांधली आहे. यात 8 मीटर उंचीवर खांबावर तीन तांबे कंडक्टर असतात. तीन-फेज ओव्हरहेड लाइनसाठी सुमारे 3,000 खांब, 9,000 ऑइल इन्सुलेटर आणि 60 टन 4 मिमी व्यासाची तांब्याची तार आवश्यक असते. विमानसेवा प्रामुख्याने रेल्वेने चालवली जात होती.

प्रवाह 8500 V च्या व्होल्टेज अंतर्गत प्रसारित केला जातो (त्यानंतर आणखी दोन प्रयोग केले गेले ज्यामध्ये प्रसारित करंटचा व्होल्टेज 15000 आणि 25000 V पर्यंत वाढला) फ्रँकफर्ट अॅम मेनमधील लॉफेनमधून. थ्री-फेज पॉवर लाइन फ्रँकफर्टमध्ये 1891 मध्ये आंतरराष्ट्रीय इलेक्ट्रोटेक्निकल प्रदर्शनादरम्यान लाँच करण्यात आली होती. या प्रदर्शनात प्रथमच नवीन प्रणाली म्हणून तीन-फेज विद्युत प्रवाह प्रदर्शित करण्यात आला.

ऑस्कर फॉन मिलर आणि मिखाईल ओसिपोविच डोलिवो-डोब्रोव्होल्स्की यांच्या दिग्दर्शनाखाली एईजी आणि मॅस्चिनेनफॅब्रिक ऑर्लिकॉन यांनी संपूर्ण ट्रान्समिशन डिझाइन आणि तयार केले होते. ट्रान्सफॉर्मर इन्स्टॉलेशन, जनरेटर आणि ऑइल इन्सुलेटरची रचना चार्ल्स ब्राउन ज्युनियर (1863 - 1924), एक डिझायनर आणि अभियंता, शोधक आणि उद्योजक यांनी केली होती ज्यांनी तंत्रज्ञानाच्या इतिहासात एक उज्ज्वल छाप सोडली.

आंतरराष्ट्रीय इलेक्ट्रोटेक्निकल प्रदर्शनात पहिल्या हाय-व्होल्टेज थ्री-फेज इलेक्ट्रिक पॉवर ट्रान्समिशनचे अधिकृत प्रक्षेपण मंगळवारी, 25 ऑगस्ट, 1891 रोजी दुपारी 12 वाजता झाले. पहिली चाचणी प्रक्षेपण काही दिवसांपूर्वीच संपले.

लॉफेन येथे, टर्बाइन तीन-फेज ब्रॉन जनरेटरला फीड करते. ही 90 च्या दशकातील एक वैशिष्ट्यपूर्ण कार आहे. XIX शतक, पहिल्या तीन-चरण जनरेटरपैकी एक. येथे इलेक्ट्रोमॅग्नेट त्याच्या सभोवतालच्या स्थिर आर्मेचरच्या समोर फिरतो.

आर्मेचरमध्ये तीन विंडिंग्जमध्ये एकमेकांशी जोडलेल्या 96 रॉड्सचा समावेश होता, ज्यापैकी प्रत्येकामध्ये 120 ° फेज शिफ्टसह करंट बदलला. पूर्ण लोडवर स्टेटर करंट 1400 A पर्यंत होता, ज्यासाठी जवळजवळ 30 मिमी व्यासासह जाड तांबे रॉड आणि एस्बेस्टोस पाईप्स वापरून उष्णता-प्रतिरोधक इन्सुलेशन आवश्यक होते.

बॅटऱ्यांद्वारे पुरविलेला उत्तेजित प्रवाह रोटरला दोन तांब्याच्या तारांद्वारे पुरवला जातो जो जनरेटरच्या पुढच्या एक्सलला रोलर रिंगला जोडलेला असतो. जनरेटरला 150 आरपीएम रेट केले जाते.थ्री-फेज अल्टरनेटिंग करंटची वारंवारता 40 Hz होती.

हा जनरेटर 55 V चा करंट प्रदान करतो, जो ट्रान्सफॉर्मरद्वारे बूस्ट केला जातो. फ्रँकफर्टमध्ये, दुसरा ट्रान्सफॉर्मर 65 V वर खाली आला. दोन ऑइल-कूल्ड ट्रान्सफॉर्मर वापरले गेले, एक AEG कडून 100 kVA आणि Maschinenfabrik Oerlikon कडून दुसरा 150 kVA.

लॉफेन मधील रेल्वे स्टेशन

फ्रँकफर्टमधील विद्युत प्रदर्शनात, प्रवाह 100 एचपी थ्री-फेज डोलिव्हो-डोब्रोव्होल्स्की मोटरद्वारे चालविला जातो. गावात, ज्याने एक हायड्रॉलिक पंप चालवला जो तेजस्वी प्रकाश असलेल्या दहा-मीटर सजावटीच्या धबधब्यासाठी पाणी पुरवठा करत होता.

ती त्यावेळची जगातील सर्वात शक्तिशाली थ्री-फेज असिंक्रोनस मोटर होती. याव्यतिरिक्त, प्रदर्शन 1,000 इनॅन्डेन्सेंट इलेक्ट्रिक दिव्यांनी प्रकाशित केले होते. या दिव्यांनी मध्यभागी एक चिन्ह वेढले होते ज्यावर लिहिले होते: "लॉफेन-फ्रँकफर्ट पॉवर लाइन". खाली रेषेची लांबी आहे - 175 किमी, आणि बाजूला - ज्या कंपन्यांनी प्रयोग केले त्यांची नावे - "ओर्लिकॉन" आणि "एईजी".

डोलिवो-डोब्रोव्होल्स्की इलेक्ट्रिक मोटर

लॉफेन-फ्रँकफर्ट ट्रान्समिशन योजना

लॉफेन-फ्रँकफर्ट ट्रान्समिशनचा मोठ्या प्रमाणावर अभ्यास केला गेला आहे. तज्ज्ञ समितीने मशिन्सच्या तपशीलवार चाचण्या केल्या.

या आयोगाचे निष्कर्ष खालीलप्रमाणे आहेत: तांब्याच्या तारेसह 8500 V च्या व्होल्टेजवर वैकल्पिक प्रवाहाद्वारे 170 किमी अंतरावर विद्युत उर्जेचे प्रसारण लॉफेन ते फ्रँकफर्ट येथे निर्माण झालेल्या उर्जेच्या 68.5% ते 75.2% वितरीत करते. तारांच्या प्रतिकारामुळे ट्रान्समिशनचे नुकसान मर्यादित होते. क्षमतेचा प्रभाव पूर्णपणे नगण्य होता. ट्रान्समिशन गुळगुळीत, सुरक्षित आणि बरोबर होते जेवढे शंभर व्होल्टच्या व्होल्टेजवर आणि कित्येक मीटरच्या अंतरावर होते.

हा निष्कर्ष खूप ऐतिहासिक महत्त्वाचा होता, कारण लॉफेन-फ्रँकफर्ट ट्रान्समिशनद्वारे तीन-फेज जनरेटर आणि मोटर, एक ट्रान्सफॉर्मर आणि उच्च-व्होल्टेज एसी व्होल्टेजसह नवीन इलेक्ट्रिकल अभियांत्रिकीचे सर्व कनेक्शन एकत्र केले गेले.

सत्यापन आयोगाच्या दस्तऐवजानुसार चार्ल्स ब्राउनच्या थ्री-फेज डायनॅमोने 93.5% ची कार्यक्षमता दर्शविली. लोड 190 लिटर होते. c. ट्रान्सफॉर्मरची कार्यक्षमता 96% आहे.

यांत्रिक ऊर्जेचे विजेमध्ये रूपांतर करणे आणि विद्युत ऊर्जेचे पुन्हा यांत्रिक उर्जेमध्ये रूपांतर करणे, विजेद्वारे निर्माण झालेल्या क्रांतीमध्ये मूर्त रूप धारण केलेल्या तत्त्वाला पर्यायी चालू तंत्रज्ञानामध्ये पुरेसे स्वरूप देण्यात आले. या प्रक्षेपणापासून सुरुवात करून एसी तंत्रज्ञान या फॉर्म अंतर्गत विकसित झाले. थ्री-फेज इलेक्ट्रिकल अभियांत्रिकीचे.

प्रदर्शनासह एकाच वेळी आयोजित केलेल्या काँग्रेसमध्ये, एम.ओ. डोलिवो-डोब्रोव्होल्स्की यांनी एक मोठा अहवाल तयार केला ज्यामध्ये त्यांनी तीन-टप्प्यावरील वर्तमान सर्किट्सच्या सिद्धांताचा पाया रेखांकित केला. त्यांचे भाषण या नवीन उद्योगातील त्यानंतरच्या अनेक सैद्धांतिक कार्यांसाठी आणि घडामोडींसाठी प्रारंभ बिंदू म्हणून काम केले.

प्रदर्शनाचा सर्वात महत्त्वाचा कार्यक्रम म्हणजे "फ्रँकफर्ट अॅम मेन येथील इलेक्ट्रिकल इंजिनिअर्सची 1891 इंटरनॅशनल कॉंग्रेस", जी 7-12 सप्टेंबरच्या आठवड्यात झाली.

इंटरनॅशनल काँग्रेस ऑफ इलेक्ट्रिकल इंजिनिअर्सच्या सहभागींनी लॉफेनमधील पॉवर प्लांटला भेट दिली. चार्ल्स ब्राउन (उजवीकडून वरची पंक्ती चौथी). अग्रभाग: एमिल राथेनाऊ (6वा डावीकडे) मार्सेल डेस्प्रेस (7वा डावीकडे), गिस्बर्ट कॅप (वरील दोघांच्या मागे), डॉ. जॉन हॉपकिन्सन (8वा डावीकडे), त्याच्या अगदी मागे — पीटर एमाइल ह्युबर, विल्यम हेन्री प्रीस (उजवीकडून दुसरा), पोस्टमास्टर फ्रेडरिक एबर्ट (उजवीकडून पहिला).

फ्रँकफर्ट प्रदर्शनाच्या कामाचा अंतिम मुद्दा तपशीलवार दोन-खंड "अधिकृत अहवाल" द्वारे सेट केला गेला होता, सर्व तपशीलांमध्ये त्याची संस्था, कार्य आणि प्रेस कव्हरेज प्रतिबिंबित होते.

1970 पासून ग्राम आणि इतर डिझायनर्सनी अल्टरनेटर तयार केले आहेत. XIX शतक. 1980 च्या दशकात, अनेक नवीन डिझाईन्स दिसू लागल्या (सायपरनोव्स्की, मॉर्डे, फोर्ब्स, थॉमसन, फेरांटी इ.).

फेरांटीची गाडी

इटालियन प्राध्यापक गॅलिलिओ फेरारिस आणि सर्बियातील एक अमेरिकन अभियंता यांनी चुंबकीय क्षेत्राच्या परिभ्रमणाची कारणे समजून घेण्यासाठी सर्वात जास्त प्रयत्न केले. निकोला टेस्ला… एकमेकांपासून स्वतंत्रपणे, त्यांनी समान परिणाम गाठले. जवळजवळ एकाच वेळी, 1888 मध्ये, त्यांनी त्यांच्या कामाचा अहवाल दिला. निकोला टेस्ला विविध पॉलिफेस प्रणालींचे वर्णन करतात. तथापि, तो टू-फेज देखील सर्वात योग्य मानतो.

हे नायगारा हायड्रोइलेक्ट्रिक प्लांटमध्ये दत्तक घेतले गेले होते, जे त्याच्या काळासाठी प्रचंड होते, अमेरिकेत बांधले गेले होते, तसेच युरोपमधील इतर अनेक प्रतिष्ठापनांमध्ये. तथापि, लॉफेनपासून फ्रँकफर्टमध्ये तीन-टप्प्यांवरील प्रवाहाचे प्रथम हस्तांतरण झाल्यानंतर लवकरच, युरोपमधील तीन-चरण प्रणालींनी त्यांचे फायदे सिद्ध केले आणि अमेरिकन लोकांना "टेस्ला प्रणाली" थ्री-फेज करंटमध्ये रूपांतरित करण्यास भाग पाडले.

1990 च्या दशकात, त्यांनी सिंगल-फेज अल्टरनेटिंग करंट जनरेटरवरून मल्टीफेजवर स्विच केले. या प्रकरणात, मुख्य श्रेय डोलिव्हो-डोब्रोव्होल्स्कीचे आहे - त्याच्या आधी त्यांनी सिंगल-फेज मशीनचे स्वस्त कनेक्शन वापरले.

प्रदर्शनानंतर, जनरेटरचा वापर हेलब्रॉनला उर्जा देण्यासाठी केला गेला, जे अशा प्रकारे तीन-टप्प्यांत वीज प्राप्त करणारे जगातील पहिले शहर बनले. मूळ जनरेटर सध्या म्युनिकमधील ड्यूश म्युझियममध्ये ठेवण्यात आले आहे.

संग्रहालयात लॉफेन जनरेटर

आम्ही सुरक्षितपणे असे म्हणू शकतो की 1888 ते 1891 या काळातथ्री-फेज इलेक्ट्रिकल सिस्टमचे सर्व मूलभूत घटक विकसित केले गेले आहेत, ज्यांनी त्यांचे महत्त्व पूर्णपणे टिकवून ठेवले आहे आणि आज मोठ्या प्रमाणावर वापरले आणि विकसित केले आहे.

लॉफेन ते फ्रँकफर्ट अ‍ॅम मेन पर्यंत विद्युत उर्जेचे प्रसारण केंद्रीकृत वीज उत्पादनाच्या जटिल समस्येवर मूलभूत समाधानाची शक्यता आणि लांब अंतरावर प्रसारित करण्याची शक्यता निश्चितपणे दर्शवते.

फ्रँकफर्टमधील प्रदर्शनाचे महत्त्व या वस्तुस्थितीतही आहे की त्याचा जनमानसावर मोठा प्रभाव पडला. समकालीन लोक फ्रँकफर्ट प्रदर्शनाला वीज पुरवठ्याच्या इतिहासातील एक निर्णायक वळण मानतात. इलेक्ट्रिकल अभियांत्रिकी एक अग्रगण्य तंत्रज्ञान बनत आहे. AC कंपन्या विजेत्या म्हणून उदयास आल्या आणि DC-केवळ कंपन्यांनी तातडीने AC तंत्रज्ञानासाठी परवाने घेणे सुरू केले.

एमिल राथेनाऊ यांनी इतक्या मोठ्या अंतरावर ऊर्जा प्रसारित करण्याच्या यशाचा सारांश दिला: "अलीकडील प्रगती आपल्याला सर्वत्र भव्य ऊर्जा-उत्पादक केंद्रे तयार करण्यास सक्षम करेल - पर्वतांमध्ये आणि समुद्रकिनाऱ्यावर, पर्वतीय प्रवाह आणि भरतीच्या ऊर्जेचा उपयोग करण्यासाठी आणि येथे. सर्वात - महान नदी रॅपिड्स - त्यांचे रूपांतर करण्यासाठी, आतापर्यंत ऊर्जेचा अपव्यय, उपयुक्त विजेमध्ये, ते कोणत्याही अंतरापर्यंत वाहून नेण्यासाठी आणि तेथे वितरित करण्यासाठी आणि कोणत्याही प्रकारे वापरण्यासाठी. »

1891 मध्ये लॉफेन ते फ्रँकफर्ट पर्यंत तीन-टप्प्यांत पर्यायी प्रवाहाच्या पायलट हस्तांतरणासह, सर्व आधुनिक विद्युतीकरण सुरू झाले.