Кальман Кандо
Кальман Кандо | |
|---|---|
 | |
| Рожденный | 10 июля 1869 г. Пешт, Королевство Венгрия |
| Умер | 13 января 1931 г. (61 год) Будапешт, Венгрия |
| Занятие | инженер |
Кальман Кандо де Эгерфармос и Штрегова ( Kálmán Kando of Egerfarmos and Stregova ; 10 июля 1869 — 13 января 1931) — венгерский инженер , изобретатель фазового преобразователя и пионер в разработке электрической железнодорожной тяги переменного тока. [ 1 ] [ 2 ] [ 3 ] [ 4 ]
Образование и семья
[ редактировать ]Кальман Кандо родился 8 июля 1869 года в Пеште в старинной венгерской дворянской семье. [ 5 ] Его отцом был Геза Кандо (1840–1906), а матерью – Ирма Гулачи (1845–1933). Он начал учебу в гимназии в Будапештской лютеранской средней школе на улице Сютё. Родители перевели его из переполненной школы в меньшую, практическую гимназию, основанную Мором Карманом. Он был зачислен в Будапештский технический университет . В 1892 году он получил степень инженера-механика. Он закончил обучение с отличной квалификацией. Кандо служил добровольцем в австро-венгерском флоте он женился на Илоне Марии Петронелле Пош (1880–1913) в Терезвароше . до 1893 года . 2 февраля 1899 года [ 6 ] Их первый ребенок, которого также звали Кальман, родился зимой 1899 года, а дочь Илона Сара родилась в 1901 году. 9 июля 1913 года его жена умерла от почечной недостаточности в Рожсне . Его сын Кальман стал военным офицером. 18 октября 1922 года его сын Кальман покончил жизнь самоубийством из табельного пистолета (при невыясненных обстоятельствах) в военной казарме. Его дочь Илона Мария вышла замуж 7 июля 1923 года, а 5 июня 1924 года родился внук Георгий (тоже инженер).
Работы по электрификации железных дорог
[ редактировать ]Франция
[ редактировать ]После военной службы осенью 1893 года он отправился во Францию и работал Fives-Lille младшим инженером в компании , где проектировал и разрабатывал первые асинхронные двигатели для локомотивов. Для изготовления асинхронных двигателей он разработал совершенно новую методику проектирования и расчета, которая позволила производить экономичные тяговые двигатели переменного тока для компании Fives Lille. Кандо разработал более подходящие трехфазные асинхронные электродвигатели вместо менее эффективных синхронных электродвигателей более ранних конструкций локомотивов. Через год Кандо был назначен главным инженером по разработке электродвигателей французской фирмы. [ 7 ] Андраш Мечварт (в то время управляющий директор «Ганц и Ко») попросил его вернуться в Венгрию в 1894 году и пригласил его работать в электротехническом отделе завода «Ганц».
Компания Ганц, Будапешт
[ редактировать ]В 1894 году Кальман Кандо разработал высоковольтные трехфазные переменного тока двигатели и генераторы для электровозов ; он известен как отец электропоезда . Его работы по электрификации железных дорог проводились на Ганц электрозаводе в Будапеште . Проекты Кандо начала 1894 года были впервые применены на коротком трамвае трехфазного переменного тока в Эвиан-ле-Бен ( Франция ), который был построен между 1896 и 1898 годами. Он приводился в движение асинхронной тяговой системой мощностью 37 л.с. [ 8 ] [ 9 ] [ 10 ] [ 11 ] [ 12 ]
В 1907 году он переехал со своей семьей в Вадо-Лигуре в Италии и устроился на работу в Società Italiana Westinghouse . [ 13 ] Позже он вернулся в Будапешт, чтобы работать на заводе в Ганце , где стал управляющим директором.
Италия, проектирование первой в мире электрифицированной магистральной железнодорожной линии
[ редактировать ]
В 1897 году Кандо разработал электрическую систему и двигатели для итальянских железных дорог. Система электрической тяги имела большие преимущества и значение на очень крутых железнодорожных путях в горных районах Италии. Под его руководством завод «Ганц» начал работы по трехфазной перевозке для железных дорог. По их проекту итальянская Ферровия делла Вальтеллина была электрифицирована в 1902 году и стала первой электрифицированной магистральной железной дорогой в Европе.
На линию Вальтеллина трехфазное питание подавалось напряжением 3000 вольт (позже увеличилось до 3600 вольт) по двум воздушным линиям, а третью фазу снабжали ходовые рельсы. В местах соединения две воздушные линии должны были пересекаться, и это предотвращало использование очень высоких напряжений.
Трехфазная двухпроводная система использовалась на нескольких железных дорогах Северной Италии и стала известна как «итальянская система». Сейчас мало железных дорог , которые используют эту систему.
В 1907 году итальянское правительство приняло решение об электрификации еще одной железнодорожной линии протяженностью 2000 км с ограничением, согласно которому электрооборудование и подвижной состав могли производиться только в Италии. Компания Westinghouse выкупила патенты Кандо и заплатила лицензионный сбор за электродвигатели завода Ганца. Компания Westinghouse также построила завод по производству локомотивов в Вадо-Лигуре и назначила Кандо главой нового завода. Кандо принял приглашение и вместе со своими венгерскими коллегами переехал в Вадо в Италии. Под его руководством в Италии были разработаны два типа локомотивов: cinquanta мощностью 1500 кВт. [ нужны разъяснения ] и трента мощностью 2100 кВт [ нужны разъяснения ] электровозы, которых всего было выпущено около 700 единиц. 540 из них еще находились в эксплуатации в 1945 году, последняя трехфазная линия работала до 1976 года. В честь заслуг Кандо был награжден Commendatore dell'Ordine della Corona d'Italia (Кавалер Ордена Короны Италии), но в 1915 году ему пришлось бежать через Швейцарию, так как Италия вступила в Первую мировую войну на стороне Антанты. стороны и объявили войну Австро-Венгерской монархии.
Электрификация линий лондонского метро: моральная победа
[ редактировать ]На окружных и столичных железных дорогах использование паровозов привело к появлению задымленных станций и вагонов, которые были непопулярны среди пассажиров, и к началу двадцатого века электрификация рассматривалась как путь вперед. [ 14 ] Был объявлен тендер на электросистему, на победу в котором подали заявки крупнейшие европейские и американские компании. Однако, когда эксперты железных дорог сравнили конструкции Ganz Works с предложениями других крупных европейских и американских конкурентов, они пришли к выводу, что технология Ganz Works дешевле и надежнее, и охарактеризовали ее технологию как «революцию в электрических железных дорогах». тяга». [ 15 ] В 1901 году объединенный комитет города и округа рекомендовал Ганцу трехфазную систему переменного тока с воздушными проводами. Первоначально это было единогласно принято обеими сторонами. [ 16 ] пока округ не нашел инвестора, американца Чарльза Йеркса , для финансирования модернизации. Йеркс собрал 1 миллион фунтов стерлингов (фунты 1901 года с учетом инфляции составляют 137 миллионов фунтов стерлингов) и вскоре получил контроль над Окружной железной дорогой. [ 17 ] Однако Йеркс отдавал предпочтение классической системе постоянного тока, аналогичной той, которая используется на железной дороге Сити и Южного Лондона и железной дороге Центрального Лондона. Столичная железная дорога опротестовала изменение плана, но после арбитражного решения Министерства торговли система постоянного тока была принята. [ 18 ]
Вена, изобретение фазового преобразователя
[ редактировать ]Во время Первой мировой войны, с 1916 по 1917 год, Кандо был лейтенантом, проходившим военную службу в Министерстве обороны в Вене. Он разработал революционную систему электрической перевозки с изменяющейся фазой, при которой локомотивы питались стандартным однофазным переменным током с 50 периодами, используемым в национальной системе энергоснабжения. Он был первым, кто осознал, что система электропоездов может быть успешной только в том случае, если она сможет использовать электроэнергию из сетей общего пользования. В 1918 году [ 19 ] Кандо изобрел и разработал вращающийся фазовый преобразователь , позволяющий электровозам использовать трехфазные двигатели, питаемые по одному воздушному проводу, передающему простой однофазный переменный ток промышленной частоты (50 Гц) национальных сетей высокого напряжения. [ 20 ]
Венгрия
[ редактировать ] |
Чтобы избежать проблем, связанных с использованием двух воздушных проводов, Кандо разработал модифицированную систему для использования в Венгрии. Силовые полупроводники еще не были изобретены в 1930-х годах, поэтому системы локомотивов Kandó V40 основывались на электромеханике и электрохимии.
Синхронный фазовый преобразователь Кандо
[ редактировать ]
Однофазная мощность подавалась напряжением 16 000 вольт и частотой 50 Гц по одной воздушной линии и преобразовывалась в трехфазную на локомотиве с помощью роторного фазового преобразователя . [ 21 ] Приводные двигатели, изготовленные Metropolitan-Vickers , имели очень большой диаметр - 3 метра и включали в себя четыре набора по 24 магнитных полюса каждый, которые можно было добавлять к тяговому усилию по желанию, обеспечивая высокоэффективные постоянные скорости 25, 50, 75. и 100 км/ч по рельсу (или 17/34/51/68 км/ч для варианта двигателя тяжелого грузового поезда V60, имевшего шесть пар ведущих колес меньшего размера).
Он создал электрическую машину, названную синхронным фазовым преобразователем, которая представляла собой однофазный синхронный двигатель и трехфазный синхронный генератор с общим статором и ротором.
Он имел две независимые обмотки:
- Внешняя обмотка представляет собой однофазный синхронный двигатель. Двигатель получает мощность от воздушной линии .
- Внутренняя обмотка представляет собой трехфазный (или регулируемый по фазе) синхронный генератор, обеспечивающий питание трехфазных (или более) тяговых двигателей.
Компания MÁV решила электрифицировать магистраль Будапешт-Хедьешалом длиной 190 км с помощью новой «системы Кандо». Питание системы осуществлялось от трехфазной линии электропередачи напряжением 110 кВ от электростанции Банхида, введенной в эксплуатацию в 1930 году, через однофазную воздушную линию напряжением 16 кВ, частотой 50 Гц, переоборудованную на четырех трансформаторных подстанциях. Из четырех секций линии две подключены к одной фазе, а две другие нагружены к другой фазе. Это означает, что железная дорога, несмотря на однофазное питание, по-прежнему обеспечивает примерно симметричную нагрузку электростанции. Трансформаторные подстанции были простыми, дешевыми и имели отличный КПД. Расстояние между подстанциями было больше, чем в любой другой системе (35-40 км). В порядке эксперимента подстанция в Торбадь была отключена, а питание перешло на подстанцию в Банхиде. Несмотря на это, бесперебойное обслуживание может поддерживаться на расстоянии 74 км от фидера. Линия, на которой применялась его система изменения фаз, была электрифицирована до Комарома и открыта для движения в 1932 году. [ 22 ]
- Детали двигателя V40
Самой сложной задачей было создание локомотива, способного работать от 50-тактного источника питания. Первый прототип паровоза был построен в 1913 году и претерпел модификации с учетом опыта эксплуатации. Тестовые запуски проводились на опытной линии Будапешт-Алаг. Эти эксперименты привели к разработке фазосдвигающего локомотива серии V40, также известного как локомотив Кандо. Его мощность составляла 2500 лошадиных сил. Однофазный ток напряжением 16 кВ, отбираемый от воздушной линии, через пантограф и главный выключатель подавался непосредственно на первичную обмотку фазовращателя. Фазовращатель был инновационным решением, опередившим свое время. Это была чрезвычайно сложная электрическая машина. Его первичная обмотка располагалась в статоре. Эта обмотка вместе с ротором, возбуждаемым постоянным током, функционировала как однофазный синхронный двигатель. Ротор, расположенный в пазах сердечников статора, в зависимости от последовательности включения наводил 3, 4 или 6-фазное напряжение. Следовательно, вторичная обмотка образует с ротором многофазный генератор. Таким образом, фазовращатель объединяет в одной машине однофазный синхронный двигатель и многофазный генератор. Обращает на себя внимание система водяного охлаждения, интегрированная в обмотки ротора. Единственный двигатель локомотива, многофазный асинхронный двигатель, получал от фазовращателя напряжение около 1000 В. Фазовращатель обеспечивал постоянный ток длительностью 50 циклов, поэтому изменение скорости и вращения достигалось за счет переключения числа полюсов двигателя. Непрерывный переход между синхронными скоростями в результате переключения полюсов обеспечивался водонепроницаемостью.
- Коэффициент мощности
Основным преимуществом этой схемы был коэффициент мощности почти 1,00 в оборудовании, подключенном к контактной сети , что соответствовало строгим правилам электростанций по распределению нагрузки. Неприемлемо низкий коэффициент мощности электродвигателей конструкции до Второй мировой войны (иногда всего 0,65) не ощущался за пределами локомотивов Кандо, поскольку фазопереключатель обеспечивал изоляцию.
- Контроль скорости
Промежуточные скорости поддерживались за счет подключения к линии регулируемого резистора на основе воды и селитры , что снижало КПД локомотива. Расписания электрифицированных линий должны были позволять большую часть времени использовать постоянные скорости с полной эффективностью, но на практике необходимость делить путь с поездами, буксируемыми класса 424 MÁV, паровозами означала, что водоемкий и расточительный «резистор коробки передач» для частого использования.
- Треугольный проезд Кандо
Движущая сила передавалась на колеса локомотива с использованием традиционной системы толкателей, предназначенной для обеспечения производства и технического обслуживания Венгерских железных дорог (MÁV) того времени, в которых преобладали паровые перевозки. Так называемое треугольника Кандо. расположение [ 23 ] передавал мощность от электродвигателя к толкателям таким образом, что на шасси не оказывалось никаких косых сил, что делало V40 менее вредным для рельсового пути по сравнению с паровыми двигателями. На практике система толкателей V40 была слишком точной для обслуживания, основанного на привычках паровой эпохи, и требовала более частого ухода.
- Вал привода
Более чем через десять лет после смерти Кандо компания Ganz построила два новых прототипа его конструкции с приводом от вала, обеспечивающих скорость тяги 125 км/ч. Электровозы В44. [ 24 ] оказались слишком тяжелыми для общего использования из-за нагрузки на рельсы в 22 метрические тонны на ось. Обе машины были в конечном итоге уничтожены в результате ВВС США бомбардировок в 1944 году, пробежав всего 16 000 километров.
- Двигатели на тележке
построило последнюю серию электровозов с фазовращателями После Второй мировой войны новое коммунистическое правительство Венгрии . Из-за ограничений холодной войны инновационный тип V55, [ 25 ] которые использовали двигатели, установленные на тележке, должны были быть полностью построены из отечественных компонентов, и у них были проблемы с надежностью в их двигательной установке с фазоинвертором / преобразователем частоты с двойным преобразованием. (Тяговые двигатели довоенных локомотивов V40 и V60 были изготовлены в Великобритании компанией Metropolitan-Vickers в рамках программы экономической помощи, организованной лордом Ротермиром .)
- Сохранение
В настоящее время один из экземпляров V40, [ 26 ] V55 [ 27 ] и локомотив В60 [ 28 ] каждый выживает. Они сохранились в Историческом парке железных дорог Будапешта, но требуют реставрации после десятилетий статической экспозиции под открытым небом. Если позволит финансирование, отремонтированный V40 может вернуться в эксплуатацию для «ностальгического обслуживания» с добавлением к его системе полупроводникового входного каскада для понижающего преобразования переменного тока от 25 до 16 кВ.
Франция
[ редактировать ]
Кандо спроектировал в 1926 году двигатель постоянного тока 2BB2 400 напряжением 1,5 кВ ( фр. 2BB2 400 ) для линии Париж-Орлеан, который в то время был самым мощным локомотивом постоянного тока в Европе. Завод Ganz в Будапеште , Венгрия, поставил эти два локомотива по проекту Кальмана Кандо . [ 29 ]
Великобритания
[ редактировать ] |
Спустя 8 лет после смерти Кандо инженерное бюро Ganz Works выиграло несколько британских тендеров, которые в основном основывались на новейших технологиях Кандо. Британским фирмам было поручено осуществить эти планы. Были планы использовать двухпроводную трехфазную систему на железной дороге Портмадок, Бедгелерт и Южный Сноудон в Уэльсе и на Метрополитен-железной дороге в Лондоне, но ни один из этих планов не был реализован из-за начала Второй мировой войны.
Смерть и наследие
[ редактировать ] |
Кальман Кандо умер от неожиданной сердечной недостаточности в Будапеште 13 января 1931 года. система, и все это в совокупности усугубило внезапную смерть Кандо.
Он не дожил до окончательного ввода в эксплуатацию своей системы, воплощения в жизнь своего шедевра — сконструированного им локомотива. 17 августа 1932 года инженеры прошли испытания первого электровоза с изменяемой фазой В40 001. После его смерти развитие электровоза продолжилось по заданному им пути под руководством Ференца Ратковского и Андора Манди.
Многие современные электропоезда работают по тому же принципу трехфазного переменного тока высокого напряжения, который используется в локомотивах Kandó V40, но роторный преобразователь заменен полупроводниковыми устройствами. Электродвигатели с трехфазным питанием обеспечивают высокое тяговое усилие даже на больших скоростях, а сложность поддержания произвольных скоростей при полной эффективности устраняется за счет использования полупроводниковых транзисторов IGBT и использования цифрового управления.
Число патентов Кальмана Кандо, выданных в период с 1895 по 1929 год, составляет 69. Более 50 патентов были куплены компаниями-производителями локомотивов и подвижного состава в зарубежных странах, таких как Великобритания, США, Германия, Франция и Италия. Патенты сгруппированы по темам: электрические железнодорожные двигатели, многофазные двигатели переменного тока, автоматические железнодорожные переключатели, воздушные линии, фазовые преобразователи, средства обеспечения безопасности на железнодорожном транспорте и станции электропередачи.
В Мишкольце его имя носит площадь перед железнодорожным вокзалом Тисай , где также стоит его статуя, а также профессионально-техническое училище. В Будапеште его имя также носит электротехнический факультет Кандо Кальмана (ранее независимый технический колледж, ныне часть Университета Обуда ). В его честь была названа малая планета 126245 Кандокальман .
См. также
[ редактировать ]- Список систем электрификации железных дорог
- Электрификация железных дорог
- Электрификация железных дорог трехфазным переменным током
Ссылки
[ редактировать ]- ^ «КАЛМАН КАНДО» . Венгерское ведомство интеллектуальной собственности . 05 февраля 2015 г. Проверено 6 февраля 2024 г.
- ^ Фонд Tempus Public. «Обучение в Венгрии – Знаменитые венгерские изобретения» . Studyinhungary.hu . Проверено 6 февраля 2024 г.
- ^ «Блестящий Кальман Кандо – один из величайших инженеров-конструкторов Венгрии» . pestbuda.hu . 16 января 2021 г. Проверено 6 февраля 2024 г.
- ^ «Венгрия – Ассоциация венгерских изобретателей – MAFE» (PDF) . изобретатель.ху . п. 2.
- ^ "familysearch.org некролог Гезы Кандо" .
- ^ «familysearch.org некролог Калманне Кальманне Илоны Пош» .
- ^ Антал Ильдико (2014): Венгерская электроэнергетическая промышленность 1896–1914 гг.
- ^ Эндрю Л. Саймон (1998). Сделано в Венгрии: вклад Венгрии во всеобщую культуру . ООО «Саймон Пабликейшнз». п. 264 . ISBN 9780966573428 .
Кандо Эвиан-ле-Бен.
- ^ Фрэнсис С. Вагнер (1977). Вклад Венгрии в мировую цивилизацию . Альфа-публикации. п. 67. ИСБН 9780912404042 .
- ^ К. В. Крейдель (1904). Орган технического прогресса железнодорожной отрасли . п. 315.
- ^ Электротехнический журнал: Приложения, Тома 11-23 . Издательство ВДЭ. 1904. с. 163.
- ^ Электрическое освещение, Том 48 . 1906. с. 554.
- ^ «Кальман Кандо | Университет Обуда» . uni-obuda.hu . 8 октября 2015 г.
- ^ Хорн 2003 , с. 28.
- ^ «НОВЕЙШАЯ ЭЛЕКТРОТЯЖКА» . Регистр (Аделаида) . Том. LXVI, нет. 17, 061. Южная Австралия. 19 июля 1901 г. п. 6 . Получено 21 июня 2021 г. - через Национальную библиотеку Австралии.
- ^ Грин 1987 , с. 24.
- ^ Хорн 2006 , с. 37.
- ^ Грин 1987 , с. 25.
- ^ Майкл С. Даффи (2003). Электрические железные дороги 1880-1990 гг . ИЭПП . п. 137. ИСБН 9780852968055 .
- ^ Венгерское патентное ведомство. «Кальман Кандо (1869–1931)» . www.mszh.hu. Архивировано из оригинала 8 октября 2010 г. Проверено 10 августа 2008 г.
- ^ «Изображение: SPLIT33.JPG, (459 × 534 пикселей)» . erojr.home.cern.ch. Архивировано из оригинала 6 июля 2011 г. Проверено 9 октября 2015 г.
- ^ Фридьес Андор-Сита Иван-Тушак Роберт- Шнелл Ласло : Elektrotechnika (Tankönyvkiadó, Будапешт, 1951), стр. 758
- ^ «Изображение: ka_drv.jpg, (734 × 377 пикселей)» . erojr.home.cern.ch. Архивировано из оригинала 6 июля 2011 г. Проверено 9 октября 2015 г.
- ^ «Изображение: V44_1.JPG, (764 × 456 пикселей)» . erojr.home.cern.ch. Архивировано из оригинала 6 июля 2011 г. Проверено 9 октября 2015 г.
- ^ «Изображение: V55_1.JPG, (726 × 432 пикселей)» . erojr.home.cern.ch. Архивировано из оригинала 6 июля 2011 г. Проверено 9 октября 2015 г.
- ^ «Изображение: ka1.jpg, (645 × 363 пикселей)» . erojr.home.cern.ch. Архивировано из оригинала 6 июля 2011 г. Проверено 9 октября 2015 г.
- ^ «Изображение: V55.jpg, (1275 × 856 пикселей)» . upload.wikimedia.org. 6 августа 2004 г. Проверено 9 октября 2015 г.
- ^ «Изображение: V60.jpg, (686 × 322 пикселей)» . erojr.home.cern.ch. Архивировано из оригинала 6 июля 2011 г. Проверено 9 октября 2015 г.
- ^ Холлингсворт, Брайан; Кук, Артур (2000). «Ганц 2-ББ-2». Современные локомотивы . стр. 50–51. ISBN 0-86288-351-2 .
Цитируемые работы
[ редактировать ]- Грин, Оливер (1987). Лондонское метро: иллюстрированная история . Издательство Иэна Аллана. ISBN 0-7110-1720-4 .
- Хорн, Майк (2003). Столичная линия . Столичный транспорт. ISBN 1-85414-275-5 .
- Хорн, Майк (2006). Районная линия . Столичный транспорт. ISBN 1-85414-292-5 .
Внешние ссылки
[ редактировать ]
