История энергетической техники - Белькинд Л.Д.
Скачать (прямая ссылка):
искрение на коллекторе. Несколько улучшало дело применение дополнительных
полюсов, однако они оказались неэффективными в пусковых условиях. Поэтому
коллекторный однофазный двигатель получил весьма ограниченное применение,
а в настоящее время он используется главным образом на
электрифицированных железных дорогах однофазного тока. Для облегчения
условий его работы в последнем случае обычно снижают частоту тока до 25
или 162/3 гц.
Еще одна попытка построить однофазный двигатель была сделана американским
изобретателем И. Томсоном, предложившим в 1886 г. конструкцию
репульсионного
двигателя.
В этом двигателе нет электрической связи между обмотками статора и
роггора,' и энергия к роТ°РУ передается электромагнитным путем
(индукционным принцип). На рис. 6-18 представлена принципиальна 364
Рис. 6-18. Схема репульсионного двигателя И. Томеона.
лектричеекая схема репульсионного двигателя Томсона. На статоре
3 0 размещена обычная обмотка машины однофазного тока, а ротор еьШ0Лнен в
виде якоря машины постоянного тока. На коллекторе находятся подвижные
замкнутые накоротко щетки, которые могут перемешаться по коллектору, в
результате чего можно произвольно изменять угол а. Если а=0, то токи в
обмотке якоря взаимно компенсируются и вращающий момент двигателя тоже
равен нулю. При а = 90° ток в роторе будет максимальным, но направления
намагничивающих сил обмоток статора и ротора оказываются встречными и
момент вновь равен нулю. При всех промежуточных значениях угла а
вращающий момент имеет определенное значение, так как намагничивающие
силы обмоток статора и ротора тоже смешиваются относительно друг друга на
угол а.
Репульсионные двигатели удобно пускаются в ход путем поворота щеток.
Таким же путем регулируется их скорость. Но, так же как и двигатели
последовательного возбуждения, они имеют сравнительно тяжелые условия
коммутации тока, вызывающие искрение на коллекторе. Особенно тяжелы
условия коммутации при скоростях, значительно отличающихся от синхронной.
В связи с указанными затруднениями репульсионные двигатели строятся
только на малые мощности (до нескольких киловатт) и не получили заметного
распространения.
Таким образом, несмотря на наличие однофазных генераторов и
трансформаторов, техника однофазного тока не имела больших перспектив из-
за ограниченных возможностей применения электродвигателей.
Поскольку все основные элементы
Первые опыты системы переменного тока были разра-
передачи - ^ *
электроэнергии ботаны, вполне естественным было попеременным током
пытаться осуществить передачу элек-
троэнергии на большие расстояния этим родом тока. Первый опыт
электропередачи переменным током был осуществлен Л. Голяром на Туринской
выставке в 1884 г. В этом опыте были использованы трансформаторы Голяра и
Гиббса, которые повышали напряжение до 2 кв. Длина линии составляла 40
км, и по ней передавалась мощность около 20 кет.
Позднее были сделаны попытки осуществить промышленные установки
электропередачи, о которых подробнее Сообщается ниже [передачи в
Портленде (США) 1889 г., '4 миль, в Лондоне, 1890 г., 12 км и др.].
Однако во второй половине 80-х годов уже возникала потребность включать в
Сеть электростанций силовую нагрузку. Таким образом,
. и в случае передачи электроэнергии однофазным перемен-ным током
возникло противоречие, не менее серьезное, чем
335
в случае электропередачи постоянным током, но обратного характера.
Напряжение однофазного переменного тока можно легко повышать и понижать с
помощью трансформаторов практически в любых желаемых пределах.
Следовательно, для передачи электроэнергии затруднений не было. Но -
однофазные двигатели переменного тока имели совершенно неприемлемые для
целей практики характеристики; в частности, они, как было показано выше,
либо вообще не имели пускового момента (синхронные двигатели), либо
пускались с очень большим трудом из-за тяжелых условий коммутации тока
(коллекторные двигатели). Поэтому сфера применения однофазного тока
должна была ограничиться почти исключительно электрическим освещением,
что, конечно, не могло удовлетворить возраставшие потребности
промышленности.
Обострение Проблема электропередачи по су-
протнворечнй ществу являлась комплексной пробле-
в области мой, затрагивавшей чуть ли не все об-
электропередачн. ласти развивавшейся электротехники. Борь* " в.нбор
Предстояло одновременно решить и
рОДй 1 ОКа
вопрос передачи энергии при высоком напряжении и вопрос создания
электрического двигателя, удовлетворявшего требованиям промышленного
электропривода.
Из изложенного выше следует, что к концу 80-х годов прошлого столетия
создался своеобразный кризис в развитии электротехники. Положение было
таково, что комплексная проблема электропередачи и потребления
электроэнергии оказалась центральной не только в области электротехники,
но и в развитии промышленности и техники вообще. Действительно,
капиталистическое производство, которое приобретало все более
