Михаил Осипович Доливо-Доброволски
Последното десетилетие на 19-ти век беше белязано в технологиите от събития, които могат да бъдат наречени нова индустриална революция. Тази революция, чиито последици все още не са разкрити, която имаше дълбок ефект върху технологиите и световната икономика, създаде възможност за радикална реконструкция на силовия апарат на националната икономика на базата на електрификация и най-широко въвеждане на електрическа енергия в технологиите.
Тази революция се състоеше във въвеждането в практиката на многофазни, по-специално трифазни, променливи токове и във връзка с това в практическото решаване на проблема с предаването на електрическа енергия на големи разстояния.
Михаил Осипович Доливо-Доброволски е създателят на технологията за трифазни променливи токове и първият, който на базата на тази технология направи възможно прехвърлянето на електрическа енергия от мястото на нейното производство до почти произволно голямо разстояние до мястото на потребление.
Името на този велик електроинженер, виден учен и забележителен конструктор на електрически машини и апарати принадлежи към историята на техниката и в същото време към историята на културата на човечеството. На която и страна от живота и дейността на съвременния човек да обърнем внимание, навсякъде виждаме преки или косвени резултати от творчеството на Доливо-Доброволски.
Името му винаги ще бъде символ на неуморните творчески търсения и дълбоко революционна научно-техническа мисъл на инженера. 1 Неговите трудове са пример за изключително успешно приложение на научни данни за най-широки практически цели.
По това време електротехниката вече се заражда като самостоятелен нов клон на технологията и чрез работата на нашите сънародници Яблочков, Чиколев и Лодигин получава редица обещаващи и широки практически приложения. М. О. Доливо се интересува от електротехника.Доброволски все още е в Рижския политехнически институт и когато решава къде да отиде след репресиите, които претърпява в България, се спира на Висшето техническо училище в Дармщат.
От есента на 1881 до 1884 г. М. О. Доливо-Доброволски учи във Факултета по машинно инженерство в Дармщат, специално изучавайки електроинженерство. Електротехниката от онова време беше, строго погледнато, техниката на постоянен ток. Пренебрежителното и недоверчиво отношение към технологията на променливите токове беше характерно за огромното мнозинство от електроинженерите.
По това време бяха изминали само няколко години, откакто П. П. Яблочков успя да докаже практическата възможност и значението на използването на променлив ток, по-специално за захранване на известната „свещ на Яблочков“. Току-що се появиха първите генератори за променлив ток за осветителни инсталации, изградени под силното влияние на успеха на електрическото осветление със свещи Яблочков.
Тази ситуация в областта на електротехниката не може да не се отрази на преподаването на електротехника и обучението на електроинженери. Тогава висшето училище обучава младите хора почти изключително върху идеите за генериране и използване на постоянен ток.
М. О. Доливо-Доброволски, чиито изключителни инженерни способности вече са отразени в ранната му студентска работа, перфектно изучава постоянен ток и неговото приложение. В последната си година в Дармщат той прави доста значимо изобретение: той за първи път предлага схема за стартиране на шунтов постояннотоков двигател, който има пряко и силно влияние върху развитието на постояннотоковото електрическо задвижване.
След като завършва с най-високи оценки Висшето техническо училище в Дармщат, М. О. Доливо-Доброволски веднага получава тази възможностда работи самостоятелно като дизайнер в електрическата компания Edison, която беше организирана малко преди това в Германия, по-късно трансформирана в General Electricity Company.
В предприятията на този концерн М. О. Доливо-Доброволски работи през целия си живот, с изключение на периода 1903-1909 г., когато работи в Швейцария, и периода 1914-1918 г., когато той, като български поданик, напуска Германия по време на световната война.
Първите работи на М. О. Доливо-Доброволски като практически инженер, свързани със системи с постоянен ток. Ангажиран с разработването на практически проблеми в тази област, М. О. Доливо-Доброволски не се откъсва от най-важните тенденции и събития в теоретичната мисъл. Той се запознава с теоретичната работа на италианския физик и електроинженер Галилео Ферарис върху въртящо се магнитно поле, в което се посочва, че два променливи тока, които се различават по фаза с 90 °, могат да вършат работа в съответно разположени магнитни полета, действащи върху меден цилиндър, който може да се върти.
Както знаете, идеите на Ferraris първоначално не привлякоха вниманието на широк кръг от електроинженери, особено след като самият Ferraris твърдеше, че ефективността при този метод за получаване на механична работа няма да надвишава 50%. Произведенията на Ферари не са подминати и от двама млади електроинженери, придобили по-късно световна слава: сърбинът Никола Тесла и българинът М. О. Доливо-Доброволски.
Тесла, базирайки се на принципа на въртящото се магнитно поле, изгради двуфазен алтернатор и двигател с променлив ток. Неговата работа е докладвана подробно на Американския институт на електроинженерите през май 1888 г.
Построените от него двуфазни електрически машини не съдържаха никаквиплъзгащи се контакти, без комутатор или колектор. За тяхното действие бяха достатъчни три проводника вместо четири. Във водноелектрическата централа Ниагара, построена през 1896 г., са инсталирани двуфазни алтернатори от този вид.
М. О. Доливо-Доброволски по свой начин, напълно оригинален, дълбоко научно подходи към въпроса за теорията и приложението на въртящото се магнитно поле. Изследването на определени явления в машини с постоянен ток, предприето за съвсем различни цели, които нямат връзка с феномена на въртящото се магнитно поле, го накара интуитивно да разпознае погрешността на заключенията на Ферарис. Той предположи, че ефективността на електродвигателите, работещи на принципа на въртящо се магнитно поле, може да бъде много по-висока от 50% и следователно така наречените многофазни променливотокови електрически машини могат да бъдат от голямо значение за практиката.
От 1888 г. М. О. Доливо-Доброволски започва да изучава многофазни системи, за които установява специално име, установено в електрическата терминология. М. О. Доливо-Доброволски си поставя задачата да създаде въртящо се поле, по-съвършено от двуфазното, получено и приложено от Тесла в неговите електрически двигатели.
След поредица от проучвания, през 1888 г. той построява първия трифазен генератор за променлив ток с мощност около 3 киловата, от който захранва първия си трифазен двигател със статор във формата на Грамов пръстен, захранван в три точки, и ротор във формата на плътен меден цилиндър.
По-нататъшната работа го накара да създаде трифазен двигател с чугунен ротор, снабден с кух меден цилиндър. Този ротор се оказа по-добър от първия; следващият тип ротор се оказа още по-съвършен - с колело на катерица.
В същото време М. О. Доливо-Доброволски изследва звездни и триъгълни връзки и експериментира с токове с различни напрежения и с машини с различен брой двойки полюси. В рамките на една година той решава основните проблеми, свързани с изграждането на трифазни електрически машини, а през 1889 г. резултатите от работата му са демонстрирани на пилотна инсталация, която поразява всички електроинженери с малкия си размер при дадена мощност на трифазен двигател. Началото на нов период в развитието на използването на електричеството за практически цели беше очевидно, въпреки че не всички го осъзнаваха.
Сред хората, които реагираха сдържано на неговите резултати, беше Т. А. Едисън, който посети М. О. Доливо-Доброволски през 1889 г. и се запозна директно с неговата трифазна система.
Триумфът на трифазната токова система датира от 1891 г., когато на Франкфуртското електрическо изложение е извършено общо изпитване на тази система под формата на предаване на енергия от водопада Лауфен до Франкфурт на Майн (разстоянието между тях е 175 км).
По това време М. О. Доливо-Доброволски започва да изгражда мощни асинхронни трифазни двигатели и построява първите трифазни трансформатори. На няколко километра от Хейлброн на реката. Некаре, където е роден Робърт Майер, един от създателите на закона за запазване на енергията, в живописния град Лауфене имаше малък циментов завод, който използваше енергията на водопад на реката за своите нужди. Некар. Фабриката можеше да консумира само малка част от получената енергия за собствените си нужди и собствениците на фабриката решиха да я използват в пълен мащаб, като я прехвърлиха на Heilbron.
Експериментите на Марсел Депре, проведени през 1882 г. на Мюнхенското електрическо изложение, показаха фундаменталната възможност за такова предаване. Но към 1890гВ резултат на работата на М. О. Доливо-Доброволски технологията получи трифазен променлив ток. С помощта на това ново техническо средство беше решено да се организира преносът на електроенергия от Лауфен не до близкия Хайлброн, а до Франкфурт на Майн.
Тази задача беше блестящо решена. С трифазен ток от 8500 волта беше възможно да се прехвърли мощност от 300 конски сили на 175 км с ефективност от 77,4%. МО Доливо-Доброволски изгради повишаващи и понижаващи трифазни трансформатори на своята система и асинхронен двигател по собствен дизайн за тази инсталация.
Успехът на М. О. Доливо-Доброволски надмина всички най-смели очаквания и от този момент нататък трифазният променлив ток започна да се признава от всички и постепенно зае доминираща позиция в електротехниката. Преносът на електрическа енергия на разстояние получи своето първо практическо решение с достатъчно висок коефициент на полезно действие, като по този начин се постави основата за решаване на комплекс от проблеми, включени в широката концепция за електрификация.
И така, той построи трипроводна машина за постоянен ток с индукционна намотка за средния проводник, редица електрически измервателни инструменти с меко желязо, фазомер по неговия оригинален дизайн и много други електрически устройства и апарати.
Да се изброят всички негови изобретения и подобрения, направени от него в електротехниката, означава не само да се очертае историята на възникването и развитието на трифазните токови системи, но и да се докоснат до най-важните моменти в историята на съвременната електротехника, сред основателите на която М. О. Доливо-Доброволски принадлежи на водещо място.
Интересно е да се отбележат някои особености на творческите методи на М. О. Доливо-Доброволски. Във всичките си творби той внимателно, упоритотой търси основните физически явления в конкретен процес, използвайки широко интуицията на електроинженера и никога не прибягвайки до математически анализ на явленията. М. О. Доливо-Доброволски създава работни хипотези за себе си и прави инженерни изчисления на конструкциите на тяхна основа.
Конструкциите, които той направи на базата на изчислението след тестване и анализ на резултатите, дадоха възможност на М. О. Доливо-Доброволски да оцени правилността на своето разбиране за същността на физическото явление и пригодността на приетата работна хипотеза.
След М. О. Доливо-Доброволски не са останали теоретични трудове, но всички установени от него методи за изчисление винаги са били напълно правилни и не са загубили практическото си значение до наше време.
МО Доливо-Доброволски положи много работа в научно-техническата пропаганда на приложенията на трифазния променлив ток. Чрез разговори, научни спорове, доклади и монографии той се увери, че няма идеологически противници по този въпрос.
Лично познаващите М. О. Доливо-Доброволски свидетелстват, че той сериозно се отнасяше към разумните възражения и винаги беше готов да научи полезните неща, които идваха от неговите опоненти. Но той се отнасяше към неразумните възражения с унищожителна ирония, пречупвайки твърде нахалните си опоненти с дълбоко саркастични забележки, облечени в изключително правилна външна форма.
Сред електроинженерите той беше известен като незаинтересован консултант, който много помагаше със съветите си на всички и особено на младите инженери. През 1901 г., при организирането на Петербургския политехнически институт, М. О. Доливо-Доброволски прави предложение да вземе в него катедрата по електротехника и по този начин да оглави първото българско висше училищесилнотокова електротехника.
Последните години от живота си М. О. Доливо-Доброволски беше зает с идеята за предаване на енергия на дълги разстояния, използвайки постоянен ток с високо напрежение. Той очерта вижданията си по този въпрос в подробен доклад „За границите на възможността за предаване на енергия на разстояние чрез променлив ток“, който предизвика изключително оживен, отчасти дори изострен обмен на мнения.
В своя доклад М. О. Доливо-Доброволски посочи, че когато енергията се предава на големи разстояния, възлизащи на стотици и хиляди километри, ефектът на капацитета и самоиндукцията на електропровода ще ограничи приложимостта на променливите токове за тази цел. Доказвайки предимствата на подземните кабелни мрежи пред въздушните за електропренос на дълги разстояния, той посочи, че в този случай границите на приложимост на променливия ток са още по-тесни.
М. О. Доливо-Доброволски видя бъдещото развитие на електротехниката в преноса на електроенергия на дълги разстояния с постоянен ток с високо напрежение през подземни кабели. Както знаете, този проблем не е загубил значението си дори и сега, повече от три десетилетия след като М. О. Доливо-Доброволски го постави; тя отново се поставя на дневен ред като технически и икономически обоснована и като много важна за народното стопанство. М. О. Доливо-Доброволски развива този въпрос до последните дни от живота си.
Неговата смърт, като смърт на забележителна фигура в техническия прогрес, известна с най-големите си произведения, и човек с изключителна духовна чистота, изпълнен с най-добри намерения, беше посрещната с искрена скръб от инженерите по целия свят.
Източник на информация: Лица на българската наука: Очерци за забележителни дейци на естествознанието и техниката / Изд. С.И. Вавилов. — М., Л.: Държава. издателство за техническа и теоретична литература. —1948 г.