История электротехники

Следует отметить позитивную роль, которую сыграла публикация в 1964 г. русского перевода монументального труда ученых из США Д. Уайта и Г. Вудсона по всем аспектам теории электромеханического преобразования энергии [6.18].

Значительный вклад в развитие обобщенной теории и ее использование для анализа переходных и установившихся режимов работы электрических машин, устойчивости электромеханических и энергетических систем внесли отечественные ученые: Р.А. Лютер [6.19], И.Д. Урусов [6.20], Н.Н. Щедрин [6.21], С.В. Страхов [6.22], А.А. Янко-Триницкий [6.23], А.И. Важное [6.24], И.И. Трещев [6.25], В.А. Веников [6.26], А.В. Иванов-Смоленский [6.27], Л.Г. Мамиконянц [6.28], И.А. Глебов [6.29].

До середины XX в. электромеханика развивалась в земных условиях, но в 50–60-х годах электрические машины, а за ними и человек вышли в космос. Для этого потребовалось создать теорию космической электромеханики и электромеханические системы, воплотившие в себе все новейшие достижения классической земной электромеханики.

Если классическая электромеханика одномерная, т.е. она имеет дело с ЭП, у которых вращается одна часть машины — ротор, то космическая электромеханика — шестимерная: ротор и статор ЭП могут перемещаться в трехмерном пространстве. Уравнения космической электромеханики значительно сложнее, так как они имеют шесть уравнений движения и дополнительное уравнение скоростей, учитывающее движение ЭП по шести степеням свободы.

Трудами больших научных коллективов в СССР, США и других странах теория космической электромеханики обеспечила движение космических кораблей как в околоземном, так и в далеком космосе. Технические достижения крупных научных коллективов обеспечили решение уникальнейших проблем бортовой космической электромеханики. Эти вопросы освещены гл. 8.

Зарождение технической электромеханики произошло в земных условиях в университетах, исследовательских и учебных институтах и на заводах. В послевоенные годы бурными темпами развивалась космическая электромеханика. В последние годы появилось новое направление в космической электромеханике — геоэлектромеханика — электромеханика планеты Земля, показывающее, что движение спутников вокруг Земли и Земли вокруг Солнца подчиняется одним и тем же законам, а электродинамические процессы в электрической машине — планете являются источником глобальных энергетических процессов на Земле [6.30].

История электромеханики продолжает развиваться бурными темпами и на рубеже второго и третьего тысячелетий мы являемся свидетелями зарождения новых направлений, которые дадут новые источники электроэнергии и послужат мощным импульсом для развития цивилизации.

Без электрических машин и трансформаторов невозможно производство, распределение и применение электрической энергии. Поэтому во всех главах этого издания есть место для истории электромеханики. В этой главе более подробно излагается история электромашиностроения, промышленных электроприводов, высоковольтных и низковольтных аппаратов.

Чтобы правильно оценить значение отдельных изобретений и теоретических разработок в области электромеханики, нужно время. Поэтому объективно можно оценивать историю электромеханики XX в. до послевоенных лет, а последние два-три десятилетия еще требуют осмысливания, так как только время есть критерий истины.

6.2. ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ МАШИНЫ ДЛЯ ЭЛЕКТРОЭНЕРГЕТИКИ И ОБЩЕГО НАЗНАЧЕНИЯ

6.2.1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

Производство электрической энергии осуществляется в основном электромашинными генераторами, а потребляют ее преимущественно электродвигатели. Поэтому вращающиеся электрические машины имеют важнейшее значение в электротехнике. Многие выдающиеся специалисты России внесли в развитие электрических машин решающий творческий вклад. Вот примеры:

создание самых мощных в мире турбо- и гидрогенераторов;

применение водяного охлаждения в крупных электроэнергетических машинах;

создание систем возбуждения синхронных машин сначала со ртутными, а затем с полупроводниковыми преобразователями;

разработка и выпуск автоматических регуляторов возбуждения сильного действия для турбо- и гидрогенераторов;

применение преобразователей частоты для регулирования частоты вращения электродвигателей;

разработка и освоение наиболее совершенных серий электрических машин постоянного и переменного тока с широкой механизацией и автоматизацией производственных процессов;

разработка и освоение производства генераторов и двигателей постоянного тока, имеющих рекордную мощность.

Развитие электротехники привело к образованию крупных электротехнических фирм в Западной Европе, США и Японии, которые развивали электромашиностроение. В условиях конкурентной борьбы происходило объединение мелких фирм с целью создания в крупных фирмах более совершенного технологического оборудования, механизации и автоматизации производственных процессов, интенсивного развития исследовательских и конструкторских работ, создания крупной лабораторной базы. Такое объединение сопровождалось специализацией и концентрацией производства. Так, например, производство крупных электрических машин на небольших заводах мелких фирм было передано в крупные электромашиностроительные предприятия объединенных фирм: в Западной Европе

— «Сименс», ABB, «Альстом-атлантик», «Дженерал электрик» (лимитед), «Парсонс», в США

— «Дженерал электрик», «Вестингауз», в Японии — «Тосиба», «Хитачи», «Мицубиси». В области энергетического оборудования французская фирма «Альстом-атлантик» и английская фирма «Дженерал электрик» (лимитед) образовали общую компанию «Дженерал электрик — Альстом», причем в интересах более глубокой специализации производства и уровня НИОКР статоры турбогенераторов выполняются в Белфоре (Франция), а роторы — в Бирмингеме (Англия).

Вполне естественно, что работы в области электрических машин в СССР велись не изолированно, а во взаимодействии с зарубежными странами. Производственные связи сначала осуществлялись главным образом с германскими фирмами, а затем и с фирмами Англии, Франции, Швеции, США и других стран. Особое значение имеет участие русских специалистов в международных организациях, таких как СИГРЭ (Международная организация в области электроэнергетики) и МЭК (Международная электротехническая комиссия). Признанием высокого уровня наших специалистов служит избрание В.И. Попкова президентом МЭК (1974–1977 гг.) и И.А. Глебова председателем комитета по вращающимся электрическим машинам СИГРЭ (1968–1976 гг.). На протяжении многих лет в руководящих органах СИГРЭ работал Л.Г. Мамиконянц, а в последние годы А.Ф. Дьяков.

Для подготовки инженеров и кадров высшей квалификации, практической работы специалистов в области электрических машин важное значение имеет специальная литература. К выдающимся книгам зарубежных авторов относятся курсы электрических машин: Э. Арнольда и Дж.Л. Лакура (1919 г.), Р. Рихтера (1924 г.), М. Лившица (1926 г.). Эти труды сохранили свое значение до настоящего времени.

К классическим книгам, публикация которых началась еще в предвоенные годы, относятся труды отечественных авторов В.А. Толвинского, М.П. Костенко, Л.М. Пиотровского, Д.А. Завалишина, А.Е. Алексеева, К.И. Шенфера, Б.П. Апарова, Г.Н. Петрова. К выдающимся публикациям последних десятилетий относятся учебники и учебные пособия А.Н. Вольдека, А.В. Иванова-Смоленского, И.П. Копылова, В.В. Хрущева. Их книги получили заслуженно высокую оценку и международную известность. Следует отметить основополагающие труды Е.Я. Казовского в области переходных процессов электрических машин переменного тока.