Laissant un siècle de trois phases

"Technique Kerf" à pleine capacité, et l'écoute de votre groupe de rock préféré, l'insertion d'une cassette dans un magnétoscope ou bombardement starships «hostiles» sur l'écran d'ordinateur, presque personne ne pense au sujet des trois phases - les fils qui transmettent l'électricité pour des centaines et des milliers de kilomètres.

Mais il y a seulement 100 ans, on pensait que, par exemple, en utilisant un courant électrique à peine plus de 15 - 20% des travaux produits par les moteurs à vapeur, atteindre toute installation mécanique située à l'autre extrémité de la transmission. Pour une telle conclusion pessimiste avait raison. Le fait est que, au milieu du siècle dernier a été appliqué seulement pour diriger le courant électrique et l'utiliser que dans la galvanoplastie, la médecine, et le télégraphe électrique. Un premier moteurs électriques ne sont pas vraiment ont été distribués en raison du coût élevé des sources d'énergie - batterie galvanique. D'autres sources tout simplement ne pas exister.

Création d'génératrices à courant continu entraînées par le moteur à vapeur a permis à la large utilisation de l'électricité possible. Immédiatement, les inventeurs ont pris en charge les sources de lumière et a attiré l' attention sur les propriétés de l'arc électrique, ouvert en 1802, Vasily Vladimirovich Petrov . lumière éblouissante nous permet d'espérer qu'une chandelle Lysina et même les lanternes à gaz l'humanité oublieront jamais. Toutefois, dans ce luminaire devaient constamment mettre pododvigat «nez» les uns aux autres électrodes - ils brûlent rapidement. Tout d'abord essayé de le faire à la main, puis il y a des douzaines de différents organismes de réglementation, le plus facile qui était Arshro régulateur (Fig. 1). Toutefois, pour une utilisation large, un tel système ne convient pas en raison de sa complexité, et donc peu fiable.

Fig. 1. Arshro Regulator

En 1875 , Pavel Yablochkov offert magnifique dans sa solution de simplicité. Elle est parallèle aux électrodes de carbone, séparées par une couche isolante (fig. 2). L'invention a été le grand succès, et "Candle Yablochkov" ou "légère russe" est largement répandue dans toute l'Europe.

Fig. 2 Candle Yablochkov

Cependant, la puissance "bougies" DC était mal à l'aise. Le charbon brûlé électrode positive plus rapide, car la formation de l'anode de l'arc bombardée par des électrons chauffé à des températures élevées. L'anode est réalisée massive, mais cette complication de la lampe n'a pas donné le résultat désiré. Ce fut alors que, en essayant de «droits égaux» électrodes Yablochkov et a suggéré l'utilisation du courant alternatif. Peut-être que cette décision dans son importance a été brillante. Il est immédiatement possible de résoudre deux problèmes: faire la «bougie» pratique et rentable, et d'améliorer la conception du générateur de plusieurs façons. Après être devenu inutile collecteur - un dispositif mécanique pour convertir le courant alternatif produit dans une génératrice à courant continu. Cela a permis en outre d'échanger le rotor et le stator, la construction plus simplifiée.

La deuxième étape dans la création d'une puissance moderne a de nouveau fait Yablochkov et son assistant Ivan Filippovich Usaginym. Et il est relié à la création d'un transformateur électrique. Les lampes à arc ne peuvent être inclus dans le circuit en parallèle. Jugez vous-même: après l'allumage de la lampe - il est tout simplement un court-circuit (figure 3). Donc, ils devaient inclure toutes les lumières en série et en même temps. Yablochkov est sorti de cette situation avec l'aide de bobines d'induction - bobines à deux enroulements, qui est, à la langue actuelle disant transformateurs. Leur enroulement primaire comprend une séquence, et jointe au secondaire "bougies Yablochkov." Ces transformateurs de bobine Usaginym ont été produites (Fig. 4).

Fig. 3. Le schéma de raccordement initial "bougies Yablochkov"

Fig. 4. Conduite avec transformateurs Usagina

On notera que la bobine et Usagina avait les enroulements primaire et secondaire du même nombre de spires. Cependant, en modifiant leur rapport, il est possible d'augmenter ou de diminuer la tension de sortie. Il est difficile de surestimer l'importance de cette invention. Les transformateurs permettent d'augmenter les lignes de transmission de tension, ce qui réduit le courant, et donc les pertes. Il a ouvert la voie pour le transfert d'énergie sur de longues distances.

Il semble que tout va bien, mais le prochain hic: il n'y avait pas de moteurs à courant alternatif fiable. Ils ne tissent pas de place, arrêt de surcharge et ne pouvait pas rivaliser avec les moteurs à courant continu. Les concepteurs ne comprenaient pas pourquoi cela se passe?

Fig. 5. Le système de courant à deux phases.

En 1885, le professeur italien Galileo Ferraris a développé la théorie selon laquelle les deux courant alternatif déphasés de 90 °, au moyen de bobines, disposés de façon correspondante, en créant une intensité constante champ magnétique tournant qui peut être utilisé pour créer un courant alternatif (Fig. 5 ). Le principe est facile à comprendre avec l'aide du modèle, montrant l'ajout de deux oscillations harmoniques (Fig. 6). Il se compose d'une paire de plaques identiques placées perpendiculairement les unes aux autres fentes, suivie par - l'écran. Si le flux de lumière est dirigée vers la plaque fixe, l'écran il forme un seul point de lumière. Lorsque les plaques commencent à osciller avec la même fréquence, mais décrire un cercle avec un décalage de phase de 90 °, point de lumière.

Fig. 6. Modèle pour démontrer l'ajout de deux oscillations harmoniques

Cependant, Ferrari pensait que le moteur, monté sur le schéma à deux phases, serait très rentable. Cependant, Nikola Tesla - célèbre inventeur de la Serbie - à appliquer ce système au moteur, et même essayé, en utilisant l'énergie de la centrale électrique à Niagara Falls.

Et en 1888, Mikhail Dolivo-Dobrovolsky a commencé à travailler sur la conception de ses moteurs. Il a constaté que la présence de seulement deux paires de pôles est pas possible de former un plus grand champ magnétique tournant en continu, et a commencé à augmenter le nombre de pôles ou phases. Les caractéristiques du moteur ont été améliorés, mais ... chaque phase est nécessaire pour alimenter les deux fils de cette opération annule tous les avantages du moteur, parce que la consommation de cuivre! En se concentrant sur le système triphasé, Dolivo-Dobrovolsky a développé un système dans lequel le pouvoir a été utilisé pour seulement trois fils (Fig. 7). Appliquer le moteur court-rotor, l'inventeur retiré de son unité collection-sous-réseau, ce qui rend la machine très confortable et facile à manipuler. Ce qui est arrivé en 1889, qui est seulement pour un an, il a développé une conception qui est encore utilisé aujourd'hui!

Fig. 7. Le système crée Dolivo-Dobrovolsky

Triumph du système d'alimentation à trois phases est venu en 1891, lorsque des tests ont été effectués système Dolivo-Dobrovolsky sur la ligne 170 km de long - l'efficacité du transfert était de 79% à une tension 28 300 V.

Et en 1893 à Novorossiysk il a été construit la capacité de puissance triphasé de 1200 kW. Construire la puissance russe ingénieur ferroviaire A. Shensnovich.

Pour les cent dernières années, tant dans le secteur mondial de l'énergie est dominé par la transmission à courant triphasé, mais cela ne veut pas dire qu'ils ne présentent des inconvénients. Le fait que, pour le courant alternatif, en principe, il n'y a pas des isolants parfaits. Un tel dispositif électrique, tel qu'un condensateur, comprenant des plaques, des arrangements diélectrique AC - la résistance, et aucun stockage d'énergie. Si vous imaginez la ligne aérienne de puissance, le condensateur, où les plaques sont des conducteurs et isolant - l'air ambiant, on peut comprendre que, avec une augmentation de la distance de transmission de la capacité du système augmentera, et avec elle la perte (figure 8). Et plus la tension - plus. Dans une certaine transmission dans les courants triphasés, il est peu économique.

Fig. 8. les lignes électriques et les capacités émergentes

Par un système triphasé Dolivo-Dobrovolsky est bien comprise et déjà en 1919 a dit que le temps, devrait aller pour la transmission à longue distance pour les lignes à haute tension à courant continu. Avec le développement de la technologie des semiconducteurs est rendue possible.

BG Hasapov