Kategorijas: Piedāvātie raksti » Interesanti fakti
Skatījumu skaits: 25485
Komentāri par rakstu: 0

Transformatoru pārveidošana

 

jaudas transformatora stāstsMūsdienu elektroenerģijas rūpniecībā, radiotehnikā, telekomunikācijās, automatizācijas sistēmās ir plaši izmantots transformators, kas pamatoti tiek uzskatīts par vienu no izplatītākajiem elektroiekārtu veidiem. Transformatora izgudrojums ir viena no lieliskajām lappusēm elektrotehnikas vēsturē. Ir pagājuši gandrīz 120 gadi kopš pirmā rūpnieciskā vienfāzes transformatora izveidošanas, kura izgudrojums darbojās no 30. līdz XIX gadsimta 80. gadu vidum, zinātnieki, inženieri no dažādām valstīm.

Mūsdienās ir zināmi tūkstošiem dažādu transformatoru dizainu - no miniatūriem līdz milzu, kuru pārvadāšanai ir vajadzīgas īpašas dzelzceļa platformas vai jaudīgas peldošās iekārtas.

Kā jūs zināt, pārraidot elektrību lielā attālumā, tiek piemērots simtiem tūkstošu voltu spriegums. Bet patērētāji, kā likums, nevar tieši izmantot tik milzīgu spriegumu. Tāpēc termoelektrostacijās, hidroelektrostacijās vai atomelektrostacijās saražotā elektrība tiek pārveidota, kā rezultātā transformatoru kopējā jauda ir vairākas reizes lielāka nekā elektrostacijās uzstādītā ģeneratoru uzstādītā jauda. Enerģijas zudumiem transformatoros jābūt minimāliem, un šī problēma vienmēr ir bijusi viena no galvenajām to projektēšanā.

Transformatora izveidošana kļuva iespējama pēc tam, kad izcili XIX gadsimta pirmās puses zinātnieki atklāja elektromagnētiskās indukcijas fenomenu. Angļi M. Faraday un amerikānis D. Henrijs. Plaši pazīstama ir Faraday pieredze ar dzelzs gredzenu, uz kura tika savīti divi viens no otra izolēti tinumi, primārais savienots ar akumulatoru, bet sekundārais - ar galvanometru, kura bultiņa novirzījās, kad primārā ķēde tika atvērta un aizvērta. Mēs varam pieņemt, ka Faraday ierīce bija mūsdienu transformatora prototips. Bet ne Faraday un Henrijs nebija transformatora izgudrotāji. Viņi nav pētījuši sprieguma pārveidošanas problēmu, savos eksperimentos ierīces tika barotas ar līdzstrāvu, nevis ar maiņstrāvu un darbojās nevis nepārtraukti, bet uzreiz brīdī, kad primārajā tinumā tika ieslēgta vai izslēgta strāva.

Pirmās elektriskās ierīces, kas izmantoja elektromagnētiskās indukcijas fenomenu, bija indukcijas spoles. Kad tajos tika atvērts primārais tinums, sekundārajā tika izraisīts ievērojams EML, kas izraisīja lielas dzirksteles starp šī tinuma galiem. 1835. – 1844. Gadā tika patentēti vairāki desmiti šādu ierīču. Vispilnīgākā bija vācu fiziķa G.D. Rumkorfs.

jaudas transformatora stāsts

Indukcijas spole aizsargā Kronstadt

Pirmo veiksmīgo indukcijas spoles izmantošanu XIX gadsimta 40. gadu sākumā veica krievu akadēmiķis B.S. Jacobi (1801–1874) zemūdens elektrisko mīnu pulvera lādiņu aizdedzināšanai. Viņa vadībā būvētie mīnu lauki Somu līcī bloķēja divu anglo-franču eskadru ceļu uz Kronštatu, ir zināms, ka šī kara laikā liela nozīme bija Baltijas piekrastes aizsardzībai. Milzīga anglo-franču eskadra, kas sastāv no 80 kuģiem ar kopējo skaitu 3600 lielgabaliem, neveiksmīgi mēģināja izlauzties līdz Kronštatei. Pēc tam, kad karognesējs Merlins sadūrās ar zemūdens elektrisko mīnu, eskadra bija spiesta pamest Baltijas jūru.

Ienaidnieku admirāli ar nožēlu atzina: "Sabiedroto flote nevar izdarīt neko izšķirošu: cīņa pret vareno Kronštates nocietinājumu tikai apdraudētu kuģu likteni." Slavenais angļu laikraksts Herald smējās par viceadmirāli Nepīru: "Viņš nāca, redzēja un ... neuzvarēja ... Krievi smejas, un mēs patiešām esam smieklīgi."Eiropā nezināmas elektriskās mīnas piespieda atkāpties no krāšņākās flotes, kas jebkad parādījusies jūrā, viņš, kā rakstīja cits laikraksts, ne tikai "nevirzīja karu uz priekšu, bet arī atgriezās, neuzvarot vienu uzvaru".

Indukcijas spoli kā transformatoru pirmo reizi izmantoja talantīgais krievu elektrotehniķis un izgudrotājs Pāvels Nikolajevičs Yablokovs (1847–1894).

1876. gadā viņš izgudroja slaveno "elektrisko sveci" - pirmo elektriskās gaismas avotu, kas tika plaši izmantots un ir pazīstams kā "krievu gaisma". Vienkāršības dēļ “elektriskā svece” vairākus mēnešus izplatījās visā Eiropā un pat sasniedza Persijas Šahas un Kambodžas karaļa kameras.

Vienlaicīga liela skaita sveču iekļaušanai elektriskajā tīklā Yablochkov izgudroja "elektriskās enerģijas saspiešanas" sistēmu, izmantojot indukcijas spoles. Viņš 1876. gadā Francijā, kur viņš bija spiests pamest Krieviju, lai nenonāktu “parādu” cietumā, saņēma “sveces” patentu un to iekļaušanas shēmu. (Viņam piederēja neliela elektrotehnikas darbnīca un viņš bija ieinteresēts eksperimentēt ar ierīcēm, kuras viņš paņēma remontam, ne vienmēr maksājot kreditoriem savlaicīgi.)

Yablochkova izstrādātajā “elektriskās enerģijas saspiešanas” sistēmā indukcijas spoļu primārie tinumi bija virknē savienoti ar maiņstrāvas tīklu, un sekundārajos tinumos varēja iekļaut atšķirīgu skaitu “sveču”, kuru darbības režīms nebija atkarīgs no citu režīma. Kā norādīts patentā, šāda shēma ļāva "no viena elektrības avota nodrošināt atsevišķu jaudu vairākām apgaismes ierīcēm ar atšķirīgu gaismas intensitāti". Ir acīmredzams, ka šajā ķēdē indukcijas spole strādāja transformatora režīmā.

Ja tiešajā strāvas ģenerators tika iekļauts primārajā tīklā, Yablochkov nodrošināja īpaša pārtraucēja uzstādīšanu. Patentus sveču iekļaušanai caur transformatoriem ieguva Yablochkov Francijā (1876), Vācijā un Anglijā (1877), Krievijā (1878). Un, kad dažus gadus vēlāk sākās strīds par to, kurš pieder pie prioritātes transformatora izgudrošanā, Francijas sabiedrība "Electric Lighting", kas 1876. gada 30. novembrī izdeva ziņojumu, apstiprināja Yablochkov prioritāti: patentā "... tika aprakstīts transformatora darbības princips un ieslēgšanas metodes". . Tika arī ziņots, ka "Anglijā tiek atzīta Yablochkov prioritāte."

Elektroenerģijas izstādēs Parīzē un Maskavā tika demonstrēta shēma "elektriskās enerģijas sasmalcināšana" ar transformatoru palīdzību. Šī instalācija bija moderna elektriskā tīkla prototips ar galvenajiem elementiem: primāro motoru - ģeneratoru - pārvades līniju - transformatoru - uztvērēju. Par Yablochkova izciliem sasniegumiem elektrotehnikas attīstībā tika atzīmēts Francijas augstākais apbalvojums - Goda leģiona ordenis.

1882. gadā I.F. Ušagins demonstrēja rūpniecības izstādē Maskavā Yablochkov “drupināšanas” shēmu, bet spoļu sekundārajos tinumos viņš iekļāva dažādus uztvērējus: elektromotoru, sildīšanas spoli, loka lampu un elektriskās sveces. To darot, viņš vispirms demonstrēja maiņstrāvas daudzpusību un ieguva sudraba medaļu.

Kā jau tika atzīmēts, Yablochkov instalācijā transformatoram nebija slēgtas magnētiskās ķēdes, kas pilnībā atbilda tehniskajām prasībām: kad primārie tinumi tika ieslēgti secīgi, dažu patērētāju ieslēgšana un izslēgšana sekundārajos tinumos neietekmēja citu darbības režīmu.

Yablochkov izgudrojumi deva spēcīgu impulsu maiņstrāvas izmantošanai. Dažādās valstīs tika izveidoti elektrotehnikas uzņēmumi ģeneratoru ražošanai un to pārveidošanas aparātu uzlabošanai.

Kad kļuva nepieciešams pārvadīt elektrību lielos attālumos, augstsprieguma līdzstrāvas izmantošana šiem mērķiem nebija efektīva. Pirmais maiņstrāvas enerģijas pārvads tika veikts 1883. gadā, lai apgaismotu Londonas metro; līnijas garums bija aptuveni 23 km. Spriegumu palielināja līdz 1500 V ar transformatoru palīdzību, kurus 1882. gadā Francijā izveidoja L. Goliard un D. Gibbs. Šie transformatori bija arī ar atvērtu magnētisko ķēdi, taču tie jau bija paredzēti sprieguma pārveidošanai, un to pārveidošanas koeficients atšķīrās no vienotības. Uz koka statīva tika uzstādītas vairākas indukcijas spoles, kuru primārie tinumi tika savienoti virknē. Sekundārais tinums tika sadalīts, un katrā sekcijā bija divi vadi uztvērēju savienošanai. Izgudrotāji paredzēja serdeņu pagarināšanu, lai regulētu sekundāro tinumu spriegumu.

Mūsdienu transformatoriem ir slēgta magnētiskā ķēde, un to primārie tinumi ir savienoti paralēli. Ja uztvērēji ir savienoti paralēli, atvērtas magnētiskās ķēdes izmantošana nav tehniski pamatota. Tika konstatēts, ka transformatoram ar slēgtu magnētisko ķēdi ir labāki sniegumi, tam ir mazāki zaudējumi un lielāka efektivitāte. Tāpēc, palielinoties pārvades attālumam un palielinot spriegumu līnijās, viņi 1884. gadā Anglijā sāka projektēt slēgtas ķēdes transformatoru, ko veica brāļi Džons un Edvards Hopkinsoni. Magnētiskais kodols tika izveidots no tērauda sloksnēm, kas izolētas viena no otras, kas samazināja virpuļstrāvas zudumus. Uz magnētiskās ķēdes pārmaiņus tika izvietoti augsta un zema sprieguma spoles. Uz transformatora ar slēgtu magnētisko ķēdi un ar primāro tinumu virknes savienojumu nederīgumu pirmo reizi uzsvēra amerikāņu elektrotehniķis R. Kenedijs 1883. gadā, uzsverot, ka slodzes izmaiņas viena transformatora sekundārajā ķēdē ietekmēs citu patērētāju darbību. To var novērst, paralēli savienojot tinumus. Pirmo patentu šādiem transformatoriem saņēma M. Deri (1885. gada februārī). Turpmākajās augstsprieguma enerģijas pārvades shēmās primāros tinumus sāka savienot paralēli.

Vismodernākos vienfāzes transformatorus ar slēgtu magnētisko ķēdi 1885. gadā izstrādāja ungāru elektromehāniķi: M. Deri (1854–1934), O. Blati (1860–1939) un K. Tsipernovskis (1853–1942). Viņi vispirms izmantoja terminu "transformators". Patenta pieteikumā viņi norādīja uz slēgtas uzlādējamas magnētiskās ķēdes svarīgo lomu, īpaši jaudīgiem strāvas transformatoriem. Viņi arī ierosināja trīs līdz šim izmantoto transformatoru modifikācijas: gredzenu, bruņas un stieni. Šādus transformatorus sērijveidā ražoja Ganz & Co elektrisko mašīnu ražošanas rūpnīca Budapeštā. Tie saturēja visus mūsdienu transformatoru elementus.

Pirmo autotransformatoru 1885. gadā izveidoja amerikāņu uzņēmuma Westinghouse elektriķis W. Stanley, un tas tika veiksmīgi pārbaudīts Pitsburgā.

Transformatoru uzticamības uzlabošanai liela nozīme bija eļļas dzesēšanas ieviešanai (1880. gadu beigas, D. Swinburne). Pirmie transformatori Swinburn ievietoja keramikas traukos, kas piepildīti ar eļļu, kas ievērojami palielināja tinumu izolācijas uzticamību. Tas viss veicināja vienfāzes transformatoru plašu izmantošanu apgaismojuma vajadzībām. Uzņēmuma Ganz & Co. visspēcīgākā instalācija tika uzcelta Romā 1886. gadā (15 000 kVA). Viena no pirmajām elektrostacijām, ko uzņēmums uzbūvēja Krievijā, bija stacija Odesā jaunas, Eiropā plaši pazīstamas operas ēkas apgaismošanai.

jaudas transformatora stāsts

AC triumfs. Trīsfāzu sistēmas

XIX gadsimta 80. gadi ienāca elektrotehnikas vēsturē ar nosaukumu "transformatoru cīņas".Vienfāzes transformatoru veiksmīga darbība ir kļuvusi par pārliecinošu argumentu par labu maiņstrāvas izmantošanai. Bet lielu elektrisko uzņēmumu īpašnieki, kas ražo līdzstrāvas iekārtas, nevēlējās zaudēt peļņu un visādā ziņā neļāva ieviest maiņstrāvu, it īpaši tālsatiksmes enerģijas pārvadei.

Dāsni apmaksāti žurnālisti izplatīja visa veida pasakas par maiņstrāvu. AC iebilda arī slavenais amerikāņu izgudrotājs T.A. Edisons (1847–1931). Pēc transformatora izveidošanas viņš atteicās apmeklēt viņa pārbaudi. "Nē, nē," viņš iesaucās, "maiņstrāva ir muļķība bez nākotnes." "Es ne tikai nevēlos pārbaudīt maiņstrāvas motoru, bet arī zināt par to!" Edisona biogrāfi apgalvo, ka, nodzīvojis ilgu mūžu, izgudrotājs bija pārliecināts par saviem kļūdainajiem uzskatiem un ļoti daudz dos, lai viņa vārdi atgrieztos.

Par transformatoru kauju asumu tēlaini uzrakstījis slavenais krievu fiziķis A.G. Štoļetovs 1889. gadā žurnālā Elektrība: “Es netīši atceros mūsu valsts transformatoru vajāšanas par neseno“ Ganz & Co. ”projektu apgaismot Maskavas daļu. Gan mutiskajos ziņojumos, gan avīžu rakstos sistēma tika nosodīta kā kaut kas ķecerīgs, neracionāls un, protams, liktenīgs: tika pierādīts, ka transformatori ir pilnīgi aizliegti visās pieklājīgajās Rietumu valstīs un var pieļaut lētumu tikai dažās Itālijā. ” Ne visi zina, ka 1889. gadā Ņujorkas štatā, ieviešot elektrošoku, izmantojot augstsprieguma maiņstrāvu, elektrotehnikas uzņēmēji arī mēģināja izmantot maiņstrāvu, lai apdraudētu dzīvībai bīstamu personu.

Uzticamu vienfāzes transformatoru izveide pavēra ceļu spēkstaciju un vienfāzes strāvas pārvades līnijas būvniecībai, ko plaši izmanto elektriskajam apgaismojumam. Bet saistībā ar rūpniecības attīstību, lielu rūpnīcu un rūpnīcu celtniecību, arvien aktuālāka kļuva nepieciešamība pēc vienkārša ekonomiska elektromotora. Kā jūs zināt, vienfāzes maiņstrāvas motoriem nav sākotnējā starta griezes momenta, un tos nevarēja izmantot elektriskās piedziņas vajadzībām. Tātad XIX gadsimta 80. gadu vidū. radās sarežģīta enerģijas problēma: bija nepieciešams izveidot instalācijas augstsprieguma elektroenerģijas ekonomiskai pārsūtīšanai lielos attālumos un izstrādāt vienkārša un ļoti ekonomiska maiņstrāvas elektromotora dizainu, kas atbilstu rūpnieciskā elektriskā vada prasībām.

Pateicoties dažādu valstu zinātnieku un inženieru centieniem, šī problēma tika veiksmīgi atrisināta, pamatojoties uz daudzfāžu elektriskām sistēmām. Eksperimenti parādīja, ka vispiemērotākais no tiem ir trīsfāžu sistēma. Lielākos panākumus trīsfāzu sistēmu attīstībā guva izcils krievu elektrotehniķis M.O. Dolivo-Dobrovolsky (1862–1919), daudzus gadus spiests dzīvot un strādāt Vācijā. 1881. gadā viņš tika izraidīts no Rīgas Politehniskā institūta par piedalīšanos studentu revolucionārajā kustībā bez tiesībām stāties Krievijas augstākās izglītības iestādē.

1889. gadā viņš izgudroja pārsteidzoši vienkāršu trīsfāzu vāveres būru indukcijas motoru, kura dizains principā ir saglabājies līdz mūsdienām. Bet elektrības pārvadei ar augstu spriegumu bija nepieciešami trīs vienfāzes transformatori, kas ievērojami palielināja visas instalācijas izmaksas. Tajā pašā 1889. gadā Dolivo-Dobrovolsky, parādījis ārkārtas neitrālu, izveido trīsfāzu transformatoru.

Bet viņš nekavējoties nenāca pie dizaina, kas, tāpat kā indukcijas motors, principā ir saglabājies līdz mūsdienām. Sākumā tā bija ierīce ar serdeņu radiālo izkārtojumu.Tās dizains joprojām atgādina elektrisko mašīnu bez gaisa spraugas ar izvirzītiem stabiem, un rotora tinumi tiek pārnesti uz stieņiem. Tad bija vairākas "prizmatiska" tipa konstrukcijas. Visbeidzot, 1891. gadā zinātnieks saņēma patentu trīsfāzu transformatoram ar paralēlu serdeņu izvietojumu vienā plaknē, kas ir līdzīgs mūsdienu.

jaudas transformatora stāsts

Trīsfāzu sistēmas, kurā izmanto trīsfāzu transformatorus, vispārīgais pārbaudījums bija slavenā Laufena-Frankfurtes enerģijas pārvade, kas celta 1891. gadā Vācijā ar aktīvu Dolivo-Dobrovolsky līdzdalību, kas izstrādāja tai nepieciešamo aprīkojumu. Netālu no Laufena pilsētas, netālu no ūdenskrituma pie Nekaras upes, tika uzbūvēta hidroelektrostacija, kuras hidroturbīns varētu attīstīt lietderīgo jaudu aptuveni 300 ZS. Rotācija tika pārraidīta uz trīsfāzu sinhronā ģeneratora vārpstu. Izmantojot trīsfāzu transformatoru ar jaudu 150 kVA (iepriekš šādus transformatorus neviens nebija izgatavojis), elektrība ar 15 kV spriegumu tika pārsūtīta caur trīs vadu pārvades līniju milzīgā attālumā (170 km) tam laikam Frankfurtē, kur atklāja starptautisko tehnisko izstādi. Transmisijas efektivitāte pārsniedza 75%. Frankfurtē izstādes vietā tika uzstādīts trīsfāzu transformators, kas pazemināja spriegumu līdz 65 V. Izstādi apgaismoja 1000 elektriskās lampas. Zālē tika uzstādīts trīsfāzu asinhronais motors ar aptuveni 75 kW jaudu, kas darbināja hidraulisko sūkni, kas piegādāja ūdeni spilgti izgaismotam dekoratīvam ūdenskritumam. Pastāvēja sava veida enerģijas ķēde: mākslīgu ūdenskritumu izveidoja dabiska ūdenskrituma enerģija, kas atrodas 170 km attālumā no pirmā. Iespaidīgos izstādes apmeklētājus šokēja elektriskās enerģijas brīnišķīgās spējas.

Šī transmisija bija īsts trīsfāzu sistēmu triumfs, M.O. pasaules atzīšana par izcilo ieguldījumu elektrotehnikā. Dolivo-Dobrovolsky. Kopš 1891. gada ir sākusies mūsdienu elektrifikācija.

Pieaugot transformatora jaudai, sākas spēkstaciju un enerģijas sistēmu būvniecība. Elektriskā piedziņa, elektriskais transports, elektriskās tehnoloģijas parādās un strauji attīstās. Interesanti atzīmēt, ka pirmā jaudīgākā spēkstacija pasaulē ar trīsfāzu ģeneratoriem un transformatoriem bija Krievijas pirmā rūpniecības uzņēmuma degvielas uzpildes stacija ar trīsfāžu elektriskajām iekārtām. Tas bija Novorosijskas lifts. Elektrostacijas sinhrono ģeneratoru jauda bija 1200 kVA, trīsfāžu asinhronie motori ar jaudu no 3,5 līdz 15 kW darbināja dažādus mehānismus un mašīnas, un daļa no elektrības tika izmantota apgaismojumam.

Pakāpeniski elektrifikācija ietekmēja visas jaunās PIA nozares, komunikāciju, dzīvi, medicīnu - šis process padziļinājās un paplašinājās, elektrifikācija notika plašā mērogā.

XX gadsimta laikā. Saistībā ar jaudīgu integrētu energosistēmu izveidi, elektroenerģijas pārvades diapazona palielināšanos un elektropārvades līniju sprieguma palielināšanos palielinājās prasības transformatoru tehniskajiem un ekspluatācijas parametriem. XX gadsimta otrajā pusē. Ievērojams progress jaudīgu jaudas transformatoru ražošanā bija saistīts ar auksti velmēta elektriskā tērauda izmantošanu magnētiskajām ķēdēm, kas ļāva palielināt indukciju un samazināt serdeņu šķērsgriezumu un svaru. Kopējie zaudējumi transformatoros tika samazināti līdz 20%. Izrādījās, ka ir iespējams samazināt eļļas tvertņu dzesēšanas virsmas izmēru, kā rezultātā samazinājās eļļas daudzums un transformatoru kopējais svars. Transformatoru ražošanas tehnoloģija un automatizācija ir nepārtraukti pilnveidota, ieviestas jaunas metodes tinumu stiprības un stabilitātes, kā arī transformatoru izturības pret spēku iedarbību īssavienojumu laikā aprēķināšanai.Viena no mūsdienu transformatoru konstrukcijas aktuālajām problēmām ir jaudīgu transformatoru dinamiskās stabilitātes sasniegšana.

Izmantojot supravadīšanas tehnoloģijas, tiek atvērtas lielas izredzes palielināt transformatoru jaudu. Jaunas klases magnētisko materiālu - amorfu sakausējumu - izmantošana, pēc ekspertu domām, var samazināt enerģijas zudumus serdeņos līdz pat 70%.

jaudas transformatora stāsts

Transformators radioelektronikas un telekomunikāciju apkalpošanā

Pēc tam, kad 1888. gadā G. Herts (1857–1894) atklāja elektromagnētiskos viļņus un 1904. – 1907. Gadā izveidoja pirmās elektronu lampas, parādījās reāli priekšnoteikumi bezvadu sakariem, kuru nepieciešamība arvien palielinājās. Par transformatoru kļuvis neatņemams ķēžu elements augsta sprieguma un frekvences elektromagnētisko viļņu ģenerēšanai, kā arī elektromagnētisko svārstību pastiprināšanai.

Viens no pirmajiem zinātniekiem, kurš pētīja Hertzijas viļņus, bija talantīgais serbu zinātnieks Nikola Tesla (1856–1943), kuram pieder vairāk nekā 800 izgudrojumu elektrotehnikas, radiotehnikas un telemehānikas jomā un kuru amerikāņi sauca par “elektrības karali”. Lekcijā, kas lasīta Franklina universitātē Filadelfijā 1893. gadā, viņš pavisam noteikti runāja par elektromagnētisko viļņu praktiskas pielietošanas iespējām. "Es gribētu," sacīja zinātnieks, "pateikt dažus vārdus par tēmu, kas man pastāvīgi prātā, un kas ietekmē mūsu visu labklājību. Es domāju jēgpilnu signālu, varbūt pat enerģijas pārraidi uz jebkuru attālumu bez vadiem. Katru dienu es arvien vairāk pārliecinos par šīs shēmas praktisko iespējamību. "

Eksperimentējot ar augstfrekvences svārstībām un mēģinot īstenot “bezvadu sakaru” ideju, Tesla 1891. gadā izveido vienu no sava laika oriģinālākajām ierīcēm. Zinātnieks nāca klajā ar laimīgu domu - vienā ierīcē apvienot rezonanses-transformatora transformatora īpašības, kas spēlēja milzīgu lomu daudzu elektrotehnikas, radiotehnikas nozaru attīstībā un ir plaši pazīstams kā Tesla transformators. Starp citu, ar vieglo franču elektriķu un radio operatoru roku šo transformatoru vienkārši sauca par "Tesla".

Tesla ierīcē primārie un sekundārie tinumi tika noregulēti uz rezonansi. Primārais tinums tika ieslēgts caur dzirksteles spraugu ar indukcijas spoli un kondensatoriem. Izlādes laikā magnētiskā lauka izmaiņas primārajā ķēdē izraisa ļoti liela sprieguma un frekvences strāvu sekundārajā tinumā, kas sastāv no liela skaita pagriezienu.

Mūsdienu mērījumi parādīja, ka, izmantojot rezonējošu transformatoru, var iegūt augstas kvalitātes spriegumus ar amplitūdu līdz vienam miljonam voltu. Tesla norādīja, ka, mainot kondensatora kapacitāti, ir iespējams iegūt elektromagnētiskos viļņus ar dažādu viļņu garumu.

Zinātnieks ieteica izmantot rezonanses transformatoru, lai ierosinātu “vadītāju-izstarotāju”, kas pacelts augstu virs zemes un spēj pārvadīt augstfrekvences enerģiju bez vadiem. Acīmredzot Tesla "izstarotājs" bija pirmā antena, kas atradusi visplašāko pielietojumu radiosakaru jomā. Ja zinātnieks būtu izveidojis jutīgu elektromagnētisko viļņu uztvērēju, viņš būtu nonācis pie radio izgudrojuma.

Tesla biogrāfi uzskata, ka pirms A.S. Popovs un G. Marconi Tesla bija vistuvāk šim atklājumam.

1893. gadā, gadu pirms rentgena, Tesla atklāja "īpašus starus", kas iekļūst objektos, kas ir necaurspīdīgi parastajai gaismai. Bet viņš nepabeidza šos pētījumus līdz galam, un starp viņu un Roentgenu ilgu laiku tika nodibinātas draudzīgas attiecības. Otrajā eksperimentu sērijā tika izmantots rentgenstūris Tesla rezonanses transformators.

1899. gadā Teslai ar draugu palīdzību izdevās izveidot zinātnisku laboratoriju Kolorādo. Šeit, divtūkstoš metru augstumā, viņš sāka pētīt zibens izlādes un noteikt zemes elektriskā lādiņa klātbūtni.Viņš nāca klajā ar “pastiprinoša raidītāja” oriģinālo dizainu, kas atgādina transformatoru un ļauj jums saņemt spriegumu līdz vairākiem miljoniem voltu ar frekvenci līdz 150 tūkstošiem periodu sekundē. Viņš sekundārajam tinumam piestiprināja mastu, kas bija aptuveni 60 m augsts, kad raidītājs tika ieslēgts, Tesla izdevās novērot milzīgus zibens spērienus, izlādi līdz 135 pēdām garu un pat pērkonu. Viņš atkal atgriezās pie idejas izmantot augstfrekvences strāvas “apgaismošanai, apkurei, elektrisko transportlīdzekļu pārvietošanai uz zemes un gaisā”, taču, protams, viņš tolaik nespēja realizēt savas idejas. Tesla rezonanses transformators savu pielietojumu radiotehnikā atrada no 20. gadsimta sākuma. Tās strukturālās modifikācijas veica Marconi uzņēmums ar nosaukumu “jigger” (sorter), un tās arī izmantoja, lai notīrītu signālu no traucējumiem.

Komunikāciju diapazona problēmas tika atrisinātas ar pastiprinātāju parādīšanos. Transformators tika plaši izmantots pastiprinātāju ķēdēs, pamatojoties uz radioinženiera Ldion izmantošanu, kuru 1907. gadā izgudroja amerikāņu radioinženieris. ”

XX gadsimtā. Elektronika ir gājusi tālu, sākot no lielgabarīta lampu ierīcēm līdz pusvadītāju tehnoloģijai, mikroelektronikai un optoelektronikai. Un vienmēr transformators palika nemainīgs barošanas avotu un dažādu pārveidošanas shēmu elements. Daudzu gadu desmitu laikā ir uzlabojusies tehnoloģija mazjaudas (no vata daļai līdz vairākiem vatiem) transformatoru ražošanai. To masveida ražošanai bija nepieciešami speciāli elektriski materiāli, īpaši ferīti, magnētisko serdeņu ražošanai, kā arī transformatori bez serdes augstfrekvences instalācijām. Turpinās pētījumi, lai atrastu efektīvākus dizainus, izmantojot jaunākās zinātnes un tehnoloģijas.

Elektrifikācija vienmēr ir bijusi zinātniskā un tehnoloģiskā progresa pamatā. Pamatojoties uz to, tehnoloģijas rūpniecībā, transportā, lauksaimniecībā, sakaros un būvniecībā tiek pastāvīgi pilnveidotas. Nepieredzēti panākumi tika gūti, mehanizējot un automatizējot ražošanas procesus. Pasaules enerģijas sasniegšana nebūtu iespējama bez dažādu ļoti efektīvu enerģijas un īpašu transformatoru ieviešanas.

Bet no objektīviem zinātnes un tehnoloģijas attīstības likumiem izriet, ka neatkarīgi no tā, cik mūsdienīgi dizaini tiek radīti, tie ir tikai solis ceļā uz vēl jaudīgāku un unikālu transformatoru izveidi.

Jans Šneibergs

Skatīt arī vietnē electrohomepro.com:

  • Transformatori un autotransformatori - kāda ir atšķirība un īpašība
  • M. O. Dolivo-Dobrovolsky - krievu inovātors-elektriķis un viņa izgudrojums ...
  • Kas ir Tesla Transformers
  • Krievu gaisma Pāvels Yablochkov
  • Transformatoru izmantošana barošanas avotos

  •