Михайло Доліво-Добровольський – перший,
хто вирішив проблему передачі електроенергії на відстань

Проблему передавання електричної енергії на значні відстані розв'язала техніка трифазного змінного струму, розроблена в основних деталях Михайлом Йосиповичем Доліво-Добровольським (1891 р.) Він майбутній розвиток електротехніки також бачив у далеких електропередачах постійним струмом високої напруги за допомогою підземних кабелів. Як відомо, ця проблема не втратила свого значення і тепер, через понад 95 років після того, як її висунув Михайло Йосипович, вона знову ставиться на порядок денний як технічно і економічно вигідна і як вельми важлива для народного господарства. Трифазна система електропостачання - окремий випадок багатофазних систем електричних ліній, в яких діють створені загальним джерелом синусоїдальні електрорушійні сили (ЕРС) однакової частоти, зсунуті один до одного в часі на певний допустимий фазовий кут. Але у 1890 роках застосування трифазної системи змінного струму затримувалось внаслідок монополії іноземних товариств: Едісона (у майбутньому Дженерал електрик) і товариства Вестінгауз. Перше товариство спеціалізувалось на виробництві обладнання для установок постійного струму, друге – двохфазного змінного струму. Доходило до курйозів. Едісон Томас Альва (1847-1931) (за своє творче життя запатентував 1063 патенти на відкриття, такої кількості патентів до цього часу ніхто не отримав), користуючись авторитетом серед електротехніків, виступав за повсюдне використання постійного струму і, по суті кажучи, гальмував розвиток техніки змінного трифазного струму. Він відмовився у 1889 році від запрошення ознайомитись з щойно виготовленим Доліво-Добровольським трифазним асинхронним двигуном, заявив: „Ні, ні, змінний струм – це нісенітниця, не маюча майбутнього. Я не тільки не маю бажання дивитись на двигун змінного струму, але і знати про нього”. Домовившись ці товариства, розвернули шалену анти рекламу трифазному змінному струму. Поступово у цю боротьбу були втягнути пошти всі визначні електротехніки. Так проти змінного струму виступали такі авторитетні вчені і інженери як Марсель Депре (1843-1918) - академік, Дмитро Олександрович Лачинов (1842-1902), Володимир Миколайович Чиколаєв (1845-1898). А Микола Тесла (1856-1943) також був проти трифазного змінного струму і пропонував та вдосконалював змінний двохфазний струм, який він розробив та інші, які експлуатували електричні станції постійного струму. Електроенергетика Києва і майже відразу перейшла до техніки трифазного змінного струму. Центральних станцій трифазного змінного струму загального користування у містах Росії тоді ще не було, і місцева влада Києва не наважувалась дати певний висновок. Адже анти реклама трифазного змінного струму дійшла і до Києва. Проте обіцянки товариства "Савицький і Страус" знизити тарифи у двоє і підвищити дальність дії електростанції зробили свою справу. У грудні 1898 р. нова центральна електрична станція трифазного змінного струму загального користування була вперше введена в експлуатацію на теренах колишньої царської імперії Росії. Вона була розміщена на вулиці Андріївській, №19 у кам'яному будинку, який зберігся до нашого часу. Таким чином, волею випадку, Україна перша скористалась винаходом вченого у практичних цілях на теренах тодішньої Росії - і ніби компенсувала вченому Доліво-Добровольському ту велику тугу за Батьківщиною, яку він проніс через своє все життя.
М.Й. Доліво-Добровольський народився 2 січня 1862 р. (21 грудня 1861 за старим стилем) у Гатчині, під Санкт-Петербургом, у родині чиновника в багатодітній дворянській сім'ї. Михайло був найстаршою дитиною. У 1873 р. батьки переїхали до Одеси. Після закінчення школи і реального училища в Одесі і виявлення при цьому блискучих здібностей 1 вересня 1878 вступив у Ризький політехнічний інститут. Брав участь в революційних гуртках, за що був виключений з інституту 22 червня 1881 року без права вступу до інших вищих навчальних закладів Російської імперії. У талановитого юнака залишилась можливість: продовжити навчання за кордоном. Для продовження своєї освіти він обрав Дармштадське вище технічне училище, де приділялася особлива увага практичному застосуванню електрики. Тут у 1882 р. була заснована спеціальна кафедра електротехніки, яку очолив професор Еразм Киттлер. А у січні 1883 р., вперше в практиці вищої освіти, було введено спеціальний курс електротехніки. У тому ж році Е. Кіттлер відкрив електротехнічну лабораторію, в якій після закінчення (з відзнакою) Дармштадського технічного училища посаду асистента зайняв М. Й. Доліво-Добровольський. У Дармштадському вищому технічному училищі, він особливу увагу звертає на вивчення електротехніки. Ще будучи студентом - запропонував пускову схему для шунтового двигуна постійного струму. Це сприяло розвитку електроприводу на постійному струмі. Молодому викладачеві було доручено вести курс «Електрохімія з особливою увагою до гальванопластики та металургії». У 1884-1885 рр.. Михайло Йосипович виступив на сторінках журналу «Електрика» з своїми статтями, в яких описав два винаходи в галузі електрохімії. Одне з них було пов'язано з паливними елементами, друге стосувалося способу отримання алюмінію з його окису при високій температурі. Творча та інженерна діяльність Доліво-Добровольського була спрямована на вирішення завдань, з якими неминуче довелося б зіткнутися при широкому використанні електроенергії. Робота в цьому напрямку в надзвичайно короткий термін призвела його до розробки трифазної досконалої електричної системи, яка у принципі не змінилася до теперішнього часу та конструкції асинхронного електродвигуна. Головна особливість асинхронного двигуна - ротор з обмоткою у вигляді білячої клітки. Він виконав ротор у вигляді сталевого циліндра, а в просвердлені по периферії канали заклав мідні стрижні. На лобових частинах ротора ці стрижні з'єднувалися один з одним. У 1889 р. Доліво-Добровольський отримав патент на свій винахід. Наступним кроком Доліво-Добровольського був перехід до трифазної системі. У результаті дослідження різних схем обмоток вчений зробив відгалуження від трьох рівновіддалених точок якоря машин постійного струму. Таким чином, були отримані струми з різницею фаз під кутом 120 градусів. Таким шляхом була знайдена пов'язана трифазна система, особливістю якої було використання для передачі і розподілу електроенергії тільки трьох провідників. Навесні 1889 Доліво-Добровольським був побудований перший експериментальний трифазний асинхронний двигун потужністю близько 100 Вт. Цей двигун живився струмом від трифазного одноякірного перетворювача і при випробуваннях показав цілком задовільні економічні результати. Слідом за першим одноякірним перетворювачем був створений інший, більш потужний, а потім почалося виготовлення трифазних синхронних генераторів. Вже в перших генераторах застосовувалися два основні способи з'єднання обмоток: в зірку і трикутник. Надалі Доліво-Добровольському вдалося поліпшити використання статора за допомогою широко використаного і у даний час метод, який полягає в тому, що обмотку роблять розрізаною і протилежні котушки з'єднують зустрічно. Важливим досягненням його стало також те, що він зробив обмотку статора розподіленої по всій його окружності. Незабаром він вніс ще одне вдосконалення: кільцеву обмотку статора замінив барабанною. Після цього асинхронний двигун з короткозамкненим ротором набув сучасний вигляд. Трифазна система не отримала б у перші роки свого існування швидкого поширення, якби не вирішила проблеми передачі енергії на великі відстані. У 1887 р. Доліво-Добровольський запрошений у фірму AEG (Allgemeine Elektricitats-Geselschaft), де у 1909 році був призначений директором і пропрацював на цій посаді все життя. У 1888 р. Доліво-Добровольському вдалося вирішити найскладнішу технічну проблему: він створив трифазний генератор змінного струму потужністю біля 3 кВт, який приводив в дію їм же сконструйований трифазний двигун. Протягом багатьох років він продовжував удосконалювати систему трифазного змінного струму, створив з'єднання електричних мереж у вигляді "зірки" і "трикутника". У 1889 році винайшов трифазний трансформатор. Спочатку це був трансформатор з радіальним розташуванням стрижнів. Потім було запропоновано кілька конструкцій так званих „призматичних” трансформаторів, в яких вдалося отримати більш компактну форму трансформатора. У жовтні 1891 р. була зроблена патентна заявка на трифазний трансформатор з паралельними стрижнями, розташованими в одній площині. В принципі, ця конструкція збереглася до теперішнього часу. 1891 р. був роком повної перемоги трифазного змінного струму. У цьому році Доліво-Добровольський, з своїми прихильниками його технічної ідеї, побудував електричну систему, призначену для передачі трифазного змінного струму фазною напругою 8500 В, потужністю 220 кВт на відстань 175 км. На Франкфуртській електротехнічній виставці було продемонстровано передавання електроенергії трифазного змінного струму із Лауфена до Франкфурта-на-Майні. Протягом 4-х місяців були збудовані унікальні машини, трансформатори і 175-кілометрова електромережа на напругу 15 кВ, дозволену організаторами виставки. На скільки це був великий ризик, можна судити по тому, що і генератор, трансформатори, електродвигун, електромережа виготовлялися одночасно і попередньо не були випробуванні напругою 15 кВ. Приводимо слова самого Доліво-Добровольського про ці події: "Якщо я не хотів накликати на мій трифазний змінний струм не змитої ганьби і піддати його недовірі, яку вряд би швидко було спростовано, я зобов'язаний був прийняти на себе це завдання і вирішити його. В протилежному разі досліди Лауфен-Франкфурта і багато, що повинно було потім розвиватися на їх основі, пішли б по шляху використання однофазного струму". Коли всі елементи для електропередачі були підготовлені, на шляху ентузіастів експерименту виникла несподівана перешкода: людський страх місцевих мешканців перед високою напругою, коли вони побачили, при закріпленні на дерев'яних опорах повітряної лінії (ЛЕП) знаків безпеки із зображенням відомого символу смертельної небезпеки. До цього напруга використовувалась 6 кВ. Йому дозволили в експерименті напругу 15 кВ. І така напруга показалась високою. Влада Гесена і Бадена, по землям де проходила ЛЕП, заборонила вмикати ЛЕП. Доліво-Добровольський пішов на великий риск. Коли ЛЕП була поставлена під напругу, одна з фаз ЛЕП, на перехресті із залізною дорогою, була штучно обірвана під напругою. Як тільки провідник фази торкнувшись рейки, винахідник на очах багатьох офіційних представників та декількох тисяч мешканців Гесена і Бадена підійшов до обірваної фази, підняв два провідники її голими руками: він був впевнений в тому, що засобів захисту повітряної лінії (ПЛ), які він передбачив для проведення експерименту, цілком достатньо і ПЛ буде безпечна і заземлена з обох кінців. 25 серпня 1891 р. на виставці у Франкфурті на Майні засяяли 1000 ламп, живлених по 175-кілометровій ЛЕП, а 12 вересня 1891 р. електродвигун привів у дію 10-метровий декоративний водоспад. Необізнані глядачі були здивовані, дехто з них думав, що в цьому водоспаді журчить, пробігаючи по провідникам, "дійсна вода з Неккара" - річки, обертаючої турбіну Лауфенської електростанції… Людський розум отримав ще одну перемогу над природою, перемогу над відстанню. У 1914 р., коли вибухнула Перша світова війна, Доліво-Добровольський, що зберіг російське громадянство, переїхав до Швейцарії. Він весь час думав і хотів повернутись на Батьківщину. На запрошення він негайно відповів згодою. Однак цим мріям нашого співвітчизника про повернення на Батьківщину не судилося збутися: важка сердечна хвороба прикула його до ліжка з якою він боровся, знаходячись у Швейцарії. У 1918 р. він приїхав до Берліна, припускаючи повернутися до роботи у фірмі AEG. У Берліні він виступив із знаменитою доповіддю про межі використання трифазного змінного струму для електропередачі на великі відстані і про перспективи використання в цій галузі постійного струму високої напруги. Ці нові ідеї потрясли технічний світ, настільки оволоділи Доліво-Добровольським, що він вирішив присвятити себе науковій і викладацькій роботі. Однак хвороба серця, яка мучила його з дитинства, загострилася. І ця його мрія не збулася: 15 листопада 1919 р. він помер у Швейцарії, де і похований. Трифазний змінний струм приніс йому світове визнання. Енергетики м. Києва, послідовники кращих традицій електротехнічної думки, віддають заслужену шану одному із основоположників промислової електроенергетики
Михайлу Йосиповичу Доліво-Добровольському.

Володимир Циганенко

Цитування та використання будь-яких матеріалів порталу Etar на інших сайтах дозволяється лише з гіперпосиланням: www.etar.com.ua

в начало