CC BY
22
Для содействия созданию школы лтодготовки кадров для международного сотрудничества, а в дальнейшем для ¿помощи в организации ее сотрудничества с производственными предприятиями и учебнымй*заведениями Евро-шы составлен Совместный протокол намерений Мордовского университета, производственного объединения
«Лисма» и международной фирмы «Лохус интернёйшенел», в котором:
1. Мордовский университет предполагает:
— в течение года осуществить специальную подготовку профессорско-преподавательского состава с ориентацией на решение современных вопросов экономики, управления и технологий в условиях создания совместных лредприятий, выхода объединений ^предприятий) на международный ры-чнок, вступления в Европейское сообщество;
— модернизировать материальную базу для подготовки специалистов;
— организовать отбор на подготовку и переподготовку слушателей (студентов и специалистов);
— осуществить учебный процесс в тесном взаимодействии с проведением ¡исследовательских работ;
— привлечь лучших, высококвалифицированных специалистов и преподавателей из СССР и стран Европы для организации учебного процесса;
— подготовить учебную литературу, программы учебных курсов.
2. Производственное объединение «Лисма» предполагает:
— провести отбор специалистов для обучения в школе;
— выделить материальные и финансовые ресурсы для модернизации материальной базы и реализации согласованных программ в договорных объемах;
— оказать помощь в организации практик, стажировок, подготовке специалистов в СССР и за рубежом.
3. Фирма «Лохус интернейшенел» предполагает:
— выделить финансирование для реализации согласованной программы сотрудничества;
— определить и обеспечить места для обучения и стажировок слушателей школы;
— оказать помощь в модернизации материально-технической базы светотехнического факультета и других подразделений университета.
ВЫДАЮЩЕЕСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ РУССКОГО ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
Ю. А. ВАНТЮСОВ, профессор; Ю. С. ИГОЛЬНИКОВ, кандидат технических наук
На рубеже 90-х годов вся электротехническая общественность мира отмечает вековой юбилей победоносного шествия трехфазного тока. Прошедшие годы подтвердили слова выдающегося электротехника, изобретателя трехфазного переменного тока Михаила Осиповича Доливо-Добровольско-го (1862 — 1919 гг.) о том, что «трехфазный ток стал современным культурным фактором; благотворное влия-
ние, которое оказывает электротехника на жизнь западных народов, не за-медлит обнаружиться и у нас на Руси».
Талантливый русский инженер М. О. Доливо-Добровольский не только теоретически предсказал преимущества трехфазного тока, но и в кратчайший сро^к сконструировал и изготовил главные элементы трехфазной цепи, генератор, линию электропередачи, электродвигатель. Как известно, в 1891 г.
под руководством М. О. Доливо-Доб-ровольского была осуществлена передача электроэнергии трехфазным током по вошедшей в историю линии электропередачи Лауфен — Франкфурт. Именно этот год положил начало триумфу трехфазных систем и электрификации в широких масштабах во всем мире.
Актуальными в электроэнергетике всегда являлись вопросы централизованного производства и распределения электроэнергии. М. О. Доливо-Добро-вольскому предстояло доказать, что экономную передачу электроэнергии на дальние расстояния, а также потребление ее в электроприводе целесообразно проводить с помощью трехфазной системы. Одним из важных преимуществ трехфазной системы является то, что она позволяет
простым путем получить вращающееся магнитное поле, которое используется в принципе действия трехфазных асинхронных двигателей. Следует отметить, что вращающееся магнитное поле было открыто другими известными учеными — итальянским физиком Г. Фер-рарисом (1847 — 1897 гг.) и И. Теслой (1856 — 1943 гг.). Г. Феррарис
возможность получения вращающегося магнитного поля с помощью двух взаимно перпендикулярных катушек, питаемых двумя синусоидальными токами, сдвинутых по фазе на четверть периода. Им был построен небольшой двухфазный двигатель, ротор которого изготовлен в виде полого медного цилиндра. Ротор вращался со скоростью 650 об/мин, а мощность составляла около 3 Вт. Теоретический анализ работы такого двигателя привел Ферра-риса к ошибочному выводу о том, что асинхронный двигатель принципиально не может иметь коэффициент полезного действия выше 50 %. Указанное обстоятельство послужило причиной прекращения им дальнейших исследований в этом направлении.
Н. Тесла из всех возможных многофазных систем видел будущее за двухфазной, хотя в его патентах описаны и трехфазные. Он сконструировал опытные двухфазные двигатели, производ-
ство которых в ограниченном количестве было налажено американской; фирмой «Вестингауз». Однако электро-' двигатели Теслы не нашли широкого практического применения, причинами чему явились недостатки конструкции и низкие показатели.
Кроме Г. Феррариса и К. Теслы в этот период в области двух- и трехфазных токов работали также американец Ч. Бредли, немец Ф. Хазель— вандер и др. Они показали возможность получения трехфазной системьг токов, однако практической реализации своих исследований не достигли.
Критически осмыслив известные результаты исследований и разработок, М. О. Доливо-Добровольский не толь— ко увидел перспективу использования многофазных, и в частности трехфазных, систем, но и осуществил практическое внедрение трехфазной системы,-поэтому по праву считается основоположником трехфазной электротехники.
М. О. Доливо-Добровольский родился 2 января 1862 г. в Петербурге. После окончания в 1878 г. реального учи>-лища учился в Рижском политехническом институте. За участие в студенческом революционном движении он был исключен из института без права поступления в высшие учебные заведение России. Продолжил образование в-Германии. После окончания Дармштад-ского высшего технического училищ® остался там для преподавательской? работы, а вскоре по приглашению фирмы АЭГ занял в ней должность шеф-электрика. Здесь он получил патенты на несколько типов асинхронных двигателей и трансформаторов. На средства генерирования и распределения трехфазного тока Доливо-Добровольский получил патенты в Англии, Швейцарии, России.
Исследователь считал трехфазную* систему наиболее оптимальной. (Увеличение числа фаз лишь в незначительной степени улучшает характеристики двигателя, но приводит к неоправданному увеличению числа линейных проводов). Трехфазная система позволяет ограничиться 3 проводами между генератором, с одной стороны, и дви-
тателем или трансформатором — с другой. Потребители могут быть соединены двумя способами: в звезду и треугольник. Если есть необходимость, нейтральные точки генератора и потребителя могут быть соединены четвертым проводом, при этом предоставляется возможность использовать два напряжения — линейное и фазное.
Трехфазная система выявила еще одно преимущество перед однофазной: оказалось, что при передаче одной и той же мощности на одинаковде расстояние при равных условиях достигается экономия проводникового материала до 25 %. Экономия проводникового материала явилась фактором, -с п ос обет в о в а в ш им с танов лению трех-•фазного тока.
Первый двигатель был построен зимой 1889 г. О том, как воспринималась его работа, Доливо-Доброволь-ский писал: «Уже при первом включении выявилоь ошеломляющее для лредставлений того времени действие. Электродвигатель, якорь которого имел диаметр около 75 мм и длину также около 75 мм и не обладал никакими особыми присоединениями к сети, мгновенно стал вращаться на полное число оборотов и был совершенно бесшумным. Попытка остановить ^его торможением за конец вала от руки блестяще провалилась, и только при особой ловкости было возможно воспрепятствовать таким способом его за-луску при включении. То же и при внезапной перемене хода машины. Если принять во внимание малые размеры моторчика, это представлялось чудом для всех приглашенных свидетелей». Первый двигатель развивал мощность ЮО Вт, но вскоре изобретатель построил новый двигатель мощностью 3,7 кВт. Изобретение Доливо-Добро-вольского превосходило двигатель Н. Теслы и другие двигатели переменного тока. Им были разработаны также различные конструкции трехфазных трансформаторов, в своей основе дошедших до наших дней.
Триумфом трехфазной системы стала Международная электротехническая выставка во Франкфурте-на-Майне.
Целью выставки была демонстрация передачи и распределения электрической энергии в различных системах.
Интересна история появления трехфазной системы на выставке. Вначале
■
предлагалось построить и испытать линию электропередачи на однофазном или трехфазном (системы Хазельвандера) токе протяженностью 10 км. Однако организаторов выставки такая скромная по масштабам линия не устраивала. Было принято смелое по тому времени решение: передавать в период выставки электроэнергию из города Лауфен во Франкфурт-на-Майне на расстояние 170 км, о чем приходилось только мечтать. Организаторы выставки понима*-ли, что такая передача может быть осуществлена только на переменном токе, и руководитель всех работ инженер О. Миллер сделал предложение шеф-электрику М. О. Доливо-Доброволь-скому выполнить эту задачу. Фирма АЭГ приняла это предложение.
Всего за полгода М. О. Доливо-Доб-ровольский должен был спроектировать и изготовить небывалые по мощности асинхронный двигатель (100 л. с.)
и трансформаторы (100 — 150 кВА). Из-за недостатка времени эти элементы линии не могли быть изготовлены как опытные, производство осуществлялось с прямым целевым назначением. Ввиду отсутствия источников питания должной мощности двигатель и трансформатор предварительно даже не испытывались.
Линия проектировалась в расчете на напряжение 25 — 30 кВ, но из-за осторожности фирмы АЭГ во время работы выставки эксплуатировалась на напряжении 15 кВ. Трехпроводная линия была подвешена на 3 182 деревянных опорах высотой 8 и 10 м со средним пролетом 60 м. На выставке 1 000 электрических ламп подключались к понижающему трансформатору. От отдельного трансформатора питался трехфазный асинхронный двигатель мощностью 75 кВт.
Чтобы снять опасения властей земель, через которые проходила линия электропередачи, относительно неиз-
©естных последствий использования высокого напряжения, Доливо-Добро-вольский провел опасный, но весьма убедительный эксперимент. Во время первого включения линии под напряжение один из проводов на границе двух земель искусственным путем был оборван и с яркой вспышкой упал на рельсы железной дороги. Доливо-Добровольский поднял провод голыми руками: он был уверен в надежности спроектированной им защиты.
25 августа 1891 г. на выставке вспыхнули 1 ООО электроламп, обрамлявших щиты и арку над одним из входов. 26 августа асинхронный двигатель Доли во-Добровольского привел в действие декоративный десятиметровый водопад.
Следует отметить, что хотя линия, машины, трансформаторы изготовлялись при условии дефицита времени, вся установка, включенная без предварительных испытаний, сразу же стала
хорошо работать. Как показали последующие испытания, к. п. д. линии бът близок к 75 %. Электропередача Лау-фен—Франкфурт блестяще продемонстрировала преимущества трехфазного тока, которые в последующем были> подтверждены всей вековой историей^ его применения. Помимо указанных достоинств оказалось, что трехфазное^ напряжение с помощью сравнительна простых устройств может быть преобразовано в постоянное, в напряжение с другим числом фаз.
Общая мощность электростанций.
СССР к концу 1988 г. достигла* 340 млн. кВт. Производство электроэнергии за 1990 г. составило около 1800 млрд. кВт-ч. Строятся линии электропередачи с трехфазным напряжением 1150 кВ на расстояние до 1500 км.
Прозорливость М. О. Доливо-Доб-ровольского не перестает поражать и. наших современников.
ПРИРОДНЫЕ РЕСУРСЫ МОРДОВИИ: ВЗГЛЯД ИЗ КОСМОСА
В. К. ГОРШУНОВ, ассистент
30 лет назад Ю. А. Гагарин впервые увидел нашу планету с космической орбиты. Этот полет открыл большие возможности использования новых методов во многих областях человеческой деятельности.
Началом внедрения космических методов изучения природных ресурсов является 1961 год, когда Г. С. Титовым был получен первый снимок земной поверхности. В настоящее время космической информацией обеспечиваются более 1000 организаций. В их числе и лаборатория аэрокосмических методов Мордовского университета.
В 1979 г. в программу обучения студентов географического факультета был введен курс «Аэрокосмические методы географических исследова-
ний», а в 1983 г. образована лаборатория аэрокосмических методов (ЛАМ). Становление ее происходило непросто. В первые годы сюда не поступали материалы космических съемок. Сейчас ЛАМ имеет связи с Государственным научно-исследовательским и производственным центро/л «Природа» и Государственным научно-исследовательским центром изучения природных ресурсов. Нами создант фототека, в которой имеются космические снимки территории Мордовии. Составлены эталоны дешифрирование лесной растительности. В настоящее] время проводятся работы по созданию эталонов дешифрирования поч-
I
венного покрова и земельных ресурс сов.
