Анатолий Томилин - Рассказы об электричестве

Именно в эти годы в науке и технике происходили бурные события. С одной стороны, электрические явления объединялись в отдельную отрасль физики, а с другой — возникла новая отрасль техники — электротехника. Новые научно-технические идеи не обошли и любознательного русского студента. Михаил Осипович сначала остается преподавателем в том же училище, которое и окончил, а потом переходит в фирму «АЭГ».

Все дальнейшие годы, занимаясь производственно-технической инженерной деятельностью, М. О. Доливо-Добровольский не оставляет научных изысканий и изобретательской работы. В марте 1889 года он сделал патентную заявку на асинхронный трехфазный двигатель с короткозамкнутым ротором, обмотка которого была выполнена в виде «беличьего колеса». Это изобретение выдвинуло русского ученого-изобретателя в первые ряды специалистов-электриков мира.

Трехфазный двигатель Доливо-Добровольского привлек к себе всеобщее внимание. Он был конструктивно наиболее прост и обладал вполне приемлемыми рабочими и пусковыми характеристиками.

В последующие годы М. О. Доливо-Добровольский получил еще несколько патентов на трехфазные трансформаторы, двигатели и генераторы. Причем интересно отметить: его конструкция трансформатора до последнего времени сохранилась практически без каких-либо принципиальных изменений.

Фактически Доливо-Добровольский разработал все основные элементы трехфазной системы переменного тока. И когда в 1891 году устроители Международной электротехнической выставки во Франкфурте-на-Майне решили произвести сравнение имеющихся систем передачи электроэнергии разных типов, система трехфазного тока вышла безусловной победительницей. А произошло это так…

Километрах в десяти от Гейльбронна, на реке Неккаре, расположено небольшое местечко Лауфен. Воды реки Неккара исправно доставляли энергию небольшому цементному заводу Лауфена. Причем заводовладельцы весьма огорчались, что не могут использовать «всю силу» водопада на месте. Заводик был весьма маломощным. А нельзя ли продать энергию реки? Вряд ли такая мысль пришла бы кому-либо в голову даже десять лет назад. Но теперь… Практичные заводовладельцы решили осчастливить близлежащий промышленный Гейльбронн и построить там линию передачи… постоянного тока. Однако Оскар фон Миллер, строитель всей сети, предложил воспользоваться новой системой трехфазного тока, разработанной Доливо-Добровольским. Дирекция выразила согласие.

А тут как раз подоспело время франкфуртской выставки, и возник грандиозный по тем временам план попытаться передать энергию из Лауфена во Франкфурт-на-Майне, на расстояние 175 километров! Таких опытов еще никто не производил.

К тому времени на неккарском водопаде были установлены три турбины мощностью по 300 лошадиных сил. Энергию одной из них и решили отправить в далекое путешествие на выставку. Проект принадлежал М. О. Доливо-Добровольскому, который брался осуществить его силами фирмы «АЭГ».

На гидроэлектростанции установили повышающие трансформаторы, которые подняли напряжение до 8 500 вольт. Во Франкфурте с помощью трансформаторов оно понижалось до 65 вольт. И от него питались лампы и двигатели, в том числе, конечно, и тот, что опять-таки приводил в действие насос, подающий воду в резервуар для создания очередного выставочного водопада. Но на этот раз высота подъема воды составляла десять метров. «О! Das ist ein wundervoller Wasserfall! — говорили очарованные посетители. — Die Neckarswasser murmeln in Frankfurt-am-Main» [5] О, это чудесный водопад! Воды Неккара журчат во Франкфурге-на-Майне (нем.). .

Потом были проведены еще две серии опытов, в которых напряжение передаваемого тока поднималось до 14 600 и 28 300 вольт. В среднем коэффициент полезного действия линии составил около 75 %, а при повышенном напряжении доходил до 79 %. Это была убедительная победа над конкурирующими фирмами, построившими установки для передачи постоянного и однофазного тока на территорию выставки.

На конгрессе, который проходил одновременно с выставкой, М. О. Доливо-Добровольский выступил с большим докладом, в котором изложил основы теории электрических цепей трехфазного тока. Его доклад послужил отправной точкой для многих последующих теоретических работ и разработок в этой новой отрасли.

Можно смело сказать, что в период с 1888 по 1891 год были разработаны все основные элементы трехфазной электрической системы, которые полностью сохранили свое значение и получили широкое применение и развитие в настоящее время.

Передача электрической энергии из Лауфена во Франкфурт-на-Майне убедительно показала возможность принципиального решения сложной проблемы централизованного производства электроэнергии и ее передачи на большие расстояния.

Доливо-Добровольский много работал, занимаясь всеми отраслями развивающейся электротехники. Очень интересным был его доклад «Современное развитие техники трехфазного тока» на Первом Всероссийском электротехническом съезде в январе 1900 года. Ученому предложили занять должность декана электромеханического отделения Петербургского политехнического института, который должен был вот-вот открыться. И Михаил Осипович решил покинуть фирму, чтобы вернуться на родину. К сожалению, человеку свойственно лишь предполагать… Обострившаяся болезнь сердца, которой он страдал с детства, не позволила ему вообще продолжать какую-либо работу. Шесть долгих лет прожил он в Швейцарии на излечении. А в 1909 году вернулся в «АЭГ» техническим директором завода электрических аппаратов и консультантом фирмы по электрическим машинам. С объявлением войны в 1914 году русский инженер уехал из Германии снова в Швейцарию. А в 1919 году переехал в Дармштадт, где вскоре и скончался.

Сегодня электроэнергия переменного тока идет по проводам линий электропередачи с напряжением в 500, 750 и 1150 киловольт. Для постоянного тока проектируются линии на 1500 киловольт и ведутся работы по конструированию и испытанию линий электропередачи на постоянном токе из Восточной Сибири в европейский центр страны с напряжением 2200–2400 киловольт.