М.О.Доливо-Добровольский как электротехник

Федеральное агенство по образованию

Государственное образовательное  учреждение высшего

профессионального образования

Дальневосточный государственный  технический университет

(ДВПИ им.В.В.Куйбышева).

 

Кафедра электроснабжения

 

Реферат

По курсу Истории отрасли

На тему: «М.О.Доливо-Добровольский как электротехник»

 

Выполнил: студент группы Э-9572

Чирикова Ю.Е.

 Проверил: доцент, кандидат  технических наук 

 Холянов В.С.

 

Владивосток

2009.

 

Содержание:

 

Введение – стр.2

1.Основные этапы развития  электротехники – стр.3-6

2.Трехфазная система и  асинхронный двигатель – стр.7-13

3.Первая трехфазная линия  электропередач – стр.14-17

     4.Великий электротехник  –стр.18-19

5.От ГОЭЛРО до наших  дней –стр. 20-22

Заключение –стр. 23-24

Использованная литература –стр.25

 

   

 

Стр.1

Введение.

Михаил Осипович Доливо-Добровольский - русский электротехник, создатель техники трехфазного переменного тока, немецкий предприниматель.

Родился в Петербурге 1861 году. Учился в Рижском политехническом  институте и был исключен из него за политическую деятельность, без  права поступления в любое  высшее учебное заведение в России. Поэтому он поехал учиться в Германию, где в 1884 году закончил с отличием высшее техническое училище в  Дармштадте и поступил на работу конструктором  на заводы электротехнической компании «Deutsche Edison-Gesellschaft für angewandte Elektricität» (в последствии фирма AEG; с 1909 – директор этой фирмы).

Электротехника того времени  использовала постоянный ток. Михаилу  Осиповичу Доливо-Добровольскому и Николе Тесла принадлежит честь создания генераторов переменного тока, которые совершили революцию в электротехнике.

  М.О.Доливо-Добровольский в 1889 году построил трехфазный двигатель и электрическую систему, по которой передается трехфазный ток напряжением 8500 В, мощностью 220 кВт на расстояние 175 км. Он построил ее очень быстро, всего за один год.

Но М.О.Доливо-Добровольский – знаток переменного тока - не отвергал значения постоянного тока. Он первым обнаружил, что самый экономичный способ передачи энергии на расстояние – сверхвысокие напряжения в миллионы вольт и постоянный ток.

Вынужденный эмигрировать из России, Доливо-Добровольский почти всю жизнь провел в Германии, но не отказался от русского подданства. Умер Михаил Осипович в 1919 году в Гейдельберге, еще в полном расцвете свох умственных сил.

 

Стр.2

1. Основные этапы развития электирификации.

Решающая роль в современном  научно-техническом прогрессе принадлежит  электрификации. Как известно, под  электрификацией понимается широкое  внедрение электрической энергии  в народное хозяйство и быт, и  сегодня нет такой области  техники, где в том или ином виде не использовалась бы электрическая энергия, а в будущем ее применение будет еще более расширяться. Под электротехникой в широком смысле слова подразумевается область науки и техники, использующая электрические и магнитные явления для практических целей.

    В последние  десятилетия из электротехники  выделилась промышленная электроника  с тремя ее направлениями: информационное, энергетическое и технологическое,  которые с каждым годом приобретают  всe большее значение в ускорении научно-технического прогресса.

   В развитии электротехники  условно можно выделить следующие  шесть этапов:

  1. Становление электростатики (до 1800 г.). К этому периоду относятся  первые наблюдения электрических  и магнитных явлений, создание  первых электростатических машин  и приборов, исследования атаосферного электричества, разработка первых теорий электричества, установление закона Кулона, зарождение электромедицины.

   2.   Закладка  фундамента  электротехники,  ее  научных  основ (1800–1830 гг.). Начало  этого периода ознаменовано созданием  «вольтова столба» – первого  электрохимического генератора,  а вслед за ним «огромной  наипаче батареи» В. В. Петрова,  с помощью которой им была  получена электрическая дуга  и сделано много новых открытий. Важнейшими достижениями этого  периода является открытие основных  свойств электрического тока, законов  Ампера, Био и Савара, Ома, создание прообраза электродвигателя, первого индикатора электрического тока  (мультипликатора), установление связей между электрическими и магнитными явлениями.

    3. Зарождение электротехники (1830–1870 гг.). Самым знаменательным  событием этого периода явилось  открытие М. Фарадеем явления  электромагнитной индукции, создание  первого электромашинного  генератора.   Разрабатываются  разнообразные  конструкции электрических машин  и приборов, формулируются законы  Ленца и Кирхгофа, создаются первые  источники электрического   освещения,    первые    электроавтоматические  приборы, зарождается электроизмерительная  техника. Однако широкое практическое  применение электрической энергии  былo невозможно из-за отсутствия экономичного электрического генератора.

 

Стр.3

    4. Становление  электротехники как самостоятельной  отрасли техники (1870—1890 гг.). Создание  первого промышленного электромашинного     генератора     с    самовозбуждением     (динамо-машины) открывает новый  этап в развитии электротехники, которая становится самостоятельной  отраслью техники. В связи с  развитием промышленности,   ростом   городов   возникает  острая   потребность   в электрическом   освещении,   начинается  строительство   «домовых» электрических станций,  вырабатывающих постоянный ток,  Электрическая энергия становится  товаром, и все более остро  ощущается необходимость централизованного  производства и экономичной передачи  электроэнергии на значительные  расстояния. Решить эту проблему  на базе постоянного тока было  нельзя из-за невозможности трансформации  постоянного тока. Значительным  стимулом к внедрению переменного  тока явилось изобретение «электрической  свечи» П. Н. Яблочковым и  разработка им схемы дробления  электрической энергии посредством  индукционных катушек, представлявших  собой трансформаторе разомкнутой  магнитной системой.

    Однако однофазные  двигатели были непригодны для  целей промышленного электропривода.

    Одновременно разрабатываются  способы передачи электрической  энергии на большие расстояния  посредством значительного повышения  напряжения линий электропередач. Дальнейшее развитие электрического  освещения способствовало совершенствованию  электрических машин и трансформаторов; в середине 80-х гг. началось серийное производство однофазных трансформаторов с замкнутой магнитной системой (М. Дери, О. Блати, К. Циперновский). Идея П. Н. Яблочкова о централизованном производстве и распределении электроэнергии претворяется в жизнь, начинается строительство центральных электростанций переменного тока.

Однако развивающееся  производство требовало комплексного решения сложнейшей научно-технической  проблемы: экономичной передачи электроэнергии на дальние расстояния и создания экономичного и надежного электрического двигателя, удовлетворяющего требованиям  промышленного электропривода. Эта  проблема была успешно решена на основе многофазных, в частности трехфазных систем.

   5. Становление и  развитие электрификации (с 1891 г.). Важнейшей предпосылкой разработки  трехфазных систем явилось открытие (1888 г.) явления вращающегося магнитного  поля. Первые многофазные двигатели  были двухфазными. Трехфазная  система оказалась наиболее рациональной, так как имела ряд преимуществ как перед однофазными цепями, так и перед другими многофазными системами.

 

Стр.4

    В разработку  трехфазных систем большой вклад  сделали ученые и инженеры  разных стран. Но как будет  показано далее, наибольшая заслуга  принадлежит М. О. Доливо-Добровольскому, сумевшему придать своим работам практический характер, создавшему трехфазные синхронные генераторы и асинхронные двигатели, трансформаторы. Убедительной иллюстрацией преимуществ трехфазных цепей была знаменитая Лауфен-Франкфуртская электропередача (1891 г.), сооруженная при активном участии Доливо-Добровольского.

   С этого времени  начинается бурное развитие электрификации: строятся мощные электростанции, возрастает напряжение электропередач, разрабатываются новые конструкции  электрических машин, аппаратов  и приборов. Электрический двигатель  занимает господствующее положение  в системе промышленного привода.

    Процесс электрификации  постепенно охватывает все новые  области производства: развивается  электрометаллургия, электротермия,  электрохимия.

   Электрическая энергия  начинает все более широко  использоваться в самых разнообразных  отраслях промышленности, на транспорте, в сельском хозяйстве и в  быту.

Широкое применение переменного  тока потребовало теоретического осмысления и математического описания физических процессов, происходящих в электрических  машинах, линиях электропередач, трансформаторах.

     Расширяются  исследования явлений в цепях  переменного тока с помощью  векторных и круговых диаграмм. Огромную прогрессивную роль  в анализе процессов в цепях  сыграл комплексный метод, предложенный  в 1893–1897 гг. Ч. П. Штейнмецом. С развитием крупных энергосистем и увеличением дальности электропередач возникла серьезная научно-техническая проблема обеспечения УСТОЙЧИВОСТИ параллельной работы генераторов электростанций которая была решена отечественными и зарубежными учёными. Теоретические основы электротехники становятся базой учебных дисциплин в вузах и фундаментом научных исследований в области электротехники.

 

Стр.5

   6. Зарождение и  развитие электроники (первая  четверть XX в.) Рост потребности в  постоянном токе (электрохимия, электротранспорт  и др.) вызвал необходимость в  развитии преобразовательной техники,  что привело к зарождению, а  затем бурному развитию промышленной  электроники.

  Электротехника становится  базой для разработки автоматизированных  систем управления энергетическими  и производственными процессами. Создание разнообразных электронных,  в особенности микроэлектронных  устройств позволяет коренным  образом повысить эффективность  автоматизации процессов вычислений, обработки информации, осуществлять  моделирование сложных физических  явлений, решение логических задач  и др. при значительном снижении  габаритов, устройств, повышении  их надежности и экономичности.

   Значительный прогресс  в электронике наметился после  создания больших интегральных  схем (БИС), быстродействие их измеряется  миллиардными долями секунды,  а минимальные размеры составляют 2–3 мкм.

    Внедрение БИС  привело к созданию микропроцессоров, осуществляющих цифровую обработку  информации по программе, и  микроЭВМ.

Быстрое развитие микроэлектроники обусловило возникновение и заметный прогресс новой области науки  и техники — информатики,

   Уже в начале 80-х гг. как в нашей стране, так и за рубежом стали изготовлять микропроцессоры и микроЭВМ в одном кристалле. Все это дает огромный эффект в повышении надежности, снижении габаритов и потребляемой энергии микроэлектронных устройств, используемых в различных производственных процессах, автоматизированных систем управления, на транспорте, в бытовых устройствах.

 

Стр.6

2. Трехфазная система и асинхронный двигатель.

   В то время как  Тесла и его сотрудники пытались  усовершенствовать двухфазную систему,  в Европе была разработана  более совершенная электрическая  система – трехфазная. Изучение  документальных материалов показывает, что в 1887–1889 гг. многофазные системы  разрабатывались с большим или  меньшим успехом несколькими  учеными и инженерами.

    Например, в Америке  Ч. Бредли, стремясь изготовить электрическую машину с лучшим использованием активных материалов, конструировал двух- и трехфазные генераторы. Однако Бредли не знал о явлении врашаюшегося магнитного поля и предполагал, что потребители в многофазных системах должны включаться как однофазные на каждую пару проводов.

   Немецкий инженер  Ф. Хазельвандер подошел к трехфазной системе токов с других исходных позиций. Зная, что коллектор у генератора и двигателя постоянного тока выполняет взаимообратные функции, он решил его устранить, считая что достаточно те точки обмоток якорей каждой из машин, от которых идут отпайки к пластинам коллектора, соединить соответственно друг с другом. Это удобно сделать у обращенных машин, якоря которых неподвижны, а полюсы вращаются. Тогда генератор будет связан с двигателем числом проводов, равным числу коллекторных пластин, Стремясь уменьшить число линейных проводов, Хазельвандер нашел минимальный вариант – три провода. Однако он не сумел увидеть всех возможностей новой системы и создать пригодные для практики конструкции машин.

   Наибольших успехов  в развитии многофазных систем  добился М. О. Доливо-Лобровольский, который сумел придать своим работам практический характер. Поэтому он по праву считается основоположником техники трехфазных систем. Михаил Осипович Доливо-Добровольский  (1862—1919 гг.) родился в пригород Петербурга, в городе Гатчине, а закончил реальное училище в Одессе, где его отец издавал местную газету «Правда». С 1878 г. он учился в Рижском политехническом институте, но закончить обучение ему не удалось, так как за участие в студенческих волнениях в год цареубийства (1881 г.) он был отчислен. Завершил он образование в Германии, в Высшем техническом училище города Дармштадта,  в котором большое внимание уделялось практическим применениям электричества.

   В этих благоприятных  условиях природное дарование,  трудолюбие и изобретательский  талант Доливо-Добровольского помогли ему быстро выдвинуться в число лучших студентов, и в 1884 г. после успешного

Стр.7

окончания училища он был  оставлен в нем в должности  ассистента.

Руководство кафедры, высоко оценившее его эрудицию, поручило ему преподавание нового самостоятельного курса по практическому применению электрохимии. Вскоре произошли события, оказавшиеся счастливыми для  молодого преподавателя: на него обратил  внимание энергичный предприниматель  Эмиль Ратенау, возглавивший только что откупившуюся от эдисоновской компании и ставшую самостоятельной Фирму АЭГ (Всеобщая компания электричества). Русский инженер занял должность шеф-электрика фирмы.