Muuntajan muuntaminen

Nykyaikaisessa sähköteollisuudessa, radiotekniikassa, tietoliikenteessä, automaatiojärjestelmissä muuntajaa on käytetty laajalti, jota pidetään perustellusti yhtenä yleisimmistä sähkölaitteista. Muuntajan keksintö on yksi hienoista sivuista sähkötekniikan historiassa. Melkein 120 vuotta on kulunut ensimmäisen teollisen yksivaihemuuntajan, jonka keksintöä työskenteltiin XIX-luvun 30-luvulta 80-luvun puoliväliin, tutkijat, insinöörit eri maista.

Nykyään tunnetaan tuhansia erilaisia ​​muuntajamuotoja - pienoiskoosta jättilään, jonka kuljettamiseen vaaditaan erityisiä rautatielaitoksia tai voimakkaita kelluvia laitteita.

Kuten tiedät, siirrettäessä sähköä pitkällä matkalla käytetään satojen tuhansien volttien jännitettä. Mutta kuluttajat eivät yleensä voi käyttää niin suurta jännitettä suoraan. Siksi lämpövoimalaitoksissa, vesivoimalaitoksissa tai ydinvoimalaitoksissa tuotettu sähkö muuttuu, minkä seurauksena muuntajan kokonaisteho on useita kertoja suurempi kuin voimalaitosten generaattoreiden asennettu kapasiteetti. Muuntajien energiahäviöiden tulisi olla minimaalisia, ja tämä ongelma on aina ollut yksi tärkeimmistä niiden suunnittelussa.

Muuntajan luominen tuli mahdolliseksi sen jälkeen, kun XIX vuosisadan ensimmäisellä puoliskolla toimivat tutkijat löysivät sähkömagneettisen induktion ilmiön. Englantilainen M. Faraday ja amerikkalainen D. Henry. Faradayn kokemus rautarenkaasta, jonka päälle oli kelattu kaksi toisistaan ​​eristettyä käämiä, ensisijainen kytketty akkuun ja toissijainen galvanometrillä, jonka nuole poikkesi, kun ensiöpiiri avattiin ja suljettiin, on laajalti tunnettu. Voidaan olettaa, että Faraday-laite oli modernin muuntajan prototyyppi. Mutta Faraday ja Henry eivät olleet muuntajan keksijöitä. He eivät tutkineet jännitteenmuutosongelmaa, kokeissaan laitteita syötettiin tasavirralla vaihtovirtaan sijasta ja ne eivät toimineet jatkuvasti, vaan heti sillä hetkellä, kun virta kytkettiin päälle tai pois pääkäämityksessä.

Ensimmäiset sähkölaitteet, jotka käyttivät sähkömagneettisen induktion ilmiötä, olivat induktiokelat. Kun ensiökäämi avattiin niissä, sekundaarisessa muodostui merkittävä EMF, joka aiheutti suuria kipinöitä tämän käämin päiden väliin. Vuosina 1835–1844 patentoitiin useita kymmeniä sellaisia ​​laitteita. Täydellisin oli saksalaisen fyysikon G.D. Ruhmkorff.

Induktiokela suojaa Kronstadtia

Ensimmäinen onnistunut induktiokelan käyttö tapahtui XIX vuosisadan 40-luvun alkupuolella venäläisen akateemikon B.S. Jacobi (1801–1874) vedenalaisten sähkökaivosten jauhevarausten sytyttämiseen. Hänen johdollaan rakennetut Suomenlahden miinakentät estivät kahden anglo-ranskalaisen laivueen tien Kronstadtiin, tiedetään, että tämän sodan aikana Itämeren rannikon puolustamisella oli suuri merkitys. Valtava anglo-ranskalainen laivue, joka koostui 80 aluksesta ja yhteensä 3600 aseesta, yritti epäonnistuneesti päästä läpi Kroonlintiin. Kun lippulaiva Merlin törmäsi vedenalaiseen sähkökaivokseen, laivue pakotettiin poistumaan Itämerestä.

Vihollismiraalit tunnustivat valitettavasti: "Liittolaisten laivasto ei voi tehdä mitään ratkaisevaa: taistelu Kronstadtin mahtavia linnoituksia vastaan ​​vaarantaisi vain alusten kohtalon." Kuuluisa englantilainen sanomalehti Herald nauroi varaadmiral Nepirille: "Hän tuli, näki ja ... ei voittanut ... Venäläiset nauravat, ja olemme todella hauskoja."Euroopassa tuntemattomat sähkökaivokset pakottivat kaikkein upeaan mereen ilmestyneen laivaston vetäytymään; hän, kuten toinen sanomalehti kirjoitti, ei vain "ajanut sotaa eteenpäin, vaan palasi voittamatta yhtäkään voittoa".

Induktiokelaa käytti ensin muuntajana lahjakas venäläinen sähköinsinööri ja keksijä Pavel Nikolayevich Yablokov (1847–1894).

Vuonna 1876 hän keksi kuuluisan "sähkökynttilän" - ensimmäisen sähkövalon lähteen, jota käytettiin laajasti ja joka tunnetaan nimellä "venäläinen valo". Yksinkertaisuutensa vuoksi "sähkökynttilä" levisi ympäri Eurooppaa useiden kuukausien ajan ja pääsi jopa Persian Shahin ja Kambodzan kuninkaan kammioihin.

Yablochkov keksi järjestelmän "sähköenergian murskaamiseksi" induktiokelojen avulla suuren määrän kynttilän sisällyttämiseksi samanaikaisesti sähköverkkoon. Hän sai patentit "kynttilälle" ja sen sisällyttämisjärjestelmän vuonna 1876 Ranskassa, missä hänet pakotettiin poistumaan Venäjältä, jotta hän ei päätyisi "velkavankilaan". (Hän omisti pienen sähkötyöpajan ja oli kiinnostunut kokeilemaan laitteita, jotka hän otti korjattavaksi, eikä aina maksanut velkojille ajoissa.)

Yablochkovin kehittämässä ”sähköenergian murskaamisen” järjestelmässä induktiokelojen ensiökäämit kytkettiin sarjaan vaihtovirtaverkkoon, ja toisiokäämiin voitiin sisällyttää erilainen määrä “kynttilöitä”, joiden toimintatila ei riippunut muiden moodista. Kuten patentissa osoitetaan, tällainen piiri mahdollisti "erillisen tehon tarjoamisen useille valaisimille, joilla on erilaiset valovoimat yhdestä sähkölähteestä". On selvää, että tässä piirissä induktiokela toimi muuntajamoodissa.

Jos tasavirtageneraattori sisältyi ensiöverkkoon, Yablochkov säästi erityisen katkaisijan asennuksesta. Yablochkov hankki patentit kynttilöiden sisällyttämiseksi muuntajien kautta Ranskassa (1876), Saksassa ja Englannissa (1877), Venäjällä (1878). Ja kun muutama vuosi myöhemmin alkoi kiista siitä, kuka kuuluu muuntajan keksintöön, prioriteettia, ranskalainen yhdistys "Electric Lighting", joka antoi viestin 30. marraskuuta 1876, vahvisti Yablochkovin prioriteetin: patentissa "... kuvattiin muuntajan toimintaperiaate ja kytkentämenetelmät". . Raportoitiin myös, että "Yablochkovin prioriteetti tunnustetaan Englannissa".

"Sähköenergian murskaamisen" kaavio muuntajan avulla esiteltiin Pariisin ja Moskovan sähkömessuilla. Tämä asennus oli prototyyppi nykyaikaisesta sähköverkosta, jonka pääelementit: päämoottori - generaattori - voimansiirtolinja - muuntaja - vastaanotin. Yablochkovin erinomaiset saavutukset sähkötekniikan kehittämisessä leimasivat Ranskan korkeimman palkinnon - kunnia legionin järjestyksen.

Vuonna 1882 I.F. Usagin esitteli Moskovan teollisuusnäyttelyssä Yablochkovin ”murskaamisen” kaavaa, mutta hän sisälsi kelajen toisiokäämiin erilaisia ​​vastaanottimia: sähkömoottorin, lämmityskelan, valokaarin ja kynttilät. Näin hän osoitti ensin AC: n monipuolisuuden ja sai hopeamitalin.

Kuten jo todettiin, Yablochkov-asennuksessa muuntajalla ei ollut suljettua magneettista piiriä, joka vastasi täysin teknisiä vaatimuksia: kun ensiökäämit kytkettiin päälle peräkkäin, joidenkin toissijaisissa käämeissä olevien kuluttajien kytkeminen päälle ja pois päältä ei vaikuttanut muiden toimintatilaan.

Yablochkovin keksinnöt antoivat voimakkaan sysäyksen vaihtovirran käyttöön. Eri maissa alettiin perustaa sähkötekniikan yrityksiä vaihtovirtageneraattorien valmistamiseksi ja laitteiden parantamiseksi sen muuntamiseksi.

Kun tuli tarpeeksi siirtää sähköä pitkiä matkoja, korkeajännitteen tasavirran käyttö näihin tarkoituksiin oli tehoton. Ensimmäinen vaihtovirran voimansiirto suoritettiin vuonna 1883 Lontoon metroa valaisemaan; linja oli noin 23 km pitkä. Jännite nostettiin 1500 V: iin muuntajan avulla, jotka L. Goliard ja D. Gibbs loivat vuonna 1882 Ranskassa. Nämä muuntajat olivat myös avoimessa magneettipiireissä, mutta ne oli jo tarkoitettu jännitteen muuntamiseen ja niiden muuntokerroin eroaa yksiköstä. Puujalustaan ​​asennettiin useita induktiokeloja, joiden ensiökäämit oli kytketty sarjaan. Toisiokäämi jaettiin, ja jokaisessa osassa oli kaksi johtoa vastaanottimien kytkemistä varten. Keksijät tarjosivat ytimien jatkamisen toisiokäämien jännitteen säätelemiseksi.

Nykyaikaisissa muuntajissa on suljettu magneettinen piiri ja niiden ensiökäämit on kytketty rinnakkain. Kun vastaanottimet on kytketty rinnakkain, avoimen magneettisen piirin käyttö ei ole teknisesti perusteltua. Todettiin, että muuntajan, jolla on suljettu magneettinen piiri, suorituskyky on parempi, sillä on vähemmän häviöitä ja suurempi hyötysuhde. Siksi siirtoetäisyyden kasvaessa ja jännitteen noustessa linjoissa he alkoivat suunnitella suljetun piirin muuntajaa vuonna 1884 Englannissa veljien John ja Edward Hopkinsonin toimesta. Magneettinen ydin vedettiin toisistaan ​​eristetyistä teräsliuskoista, mikä vähensi pyörrevirtahäviöitä. Korkean ja matalan jännitteen kelat järjestettiin vuorotellen magneettiseen piiriin. Amerikkalainen sähköinsinööri R. Kennedy huomautti ensin ensiökäämien sarjakytkennän kanssa suljetulla magneettikytkimellä varustetun muuntajan käyttämättömyydestä vuonna 1883 korostaen, että yhden muuntajan toisiopiirin kuormituksen muutos vaikuttaa muiden kuluttajien toimintaan. Tämä voidaan poistaa käämien rinnakkaisliitoksella. Ensimmäisen patentin tällaisille muuntajille sai M. Deri (helmikuussa 1885). Seuraavissa korkean jännitteen sähkönsiirtojärjestelmissä ensiökäämit alkoivat kytkeä rinnakkain.

Unkarin sähköinsinöörit kehittivät edistyneimmät yksivaiheiset muuntajat, joissa oli suljettu magneettinen piiri, vuonna 1885: M. Deri (1854–1934), O. Blati (1860–1939) ja K. Tsipernovsky (1853–1942). He käyttivät ensin termiä "muuntaja". Patenttihakemuksessa he huomauttivat suljetun ladattavan magneettisen piirin tärkeän roolin, etenkin voimakkaiden voimamuuntajien tapauksessa. He ehdottivat myös kolmea muutosta muuntajaan, joita on tähän mennessä käytetty: rengas, panssari ja sauva. Tällaisia ​​muuntajaa tuotti sarjassa Ganz & Co. Electric Machine Building Plant Budapestissa. Ne sisälsivät kaikki modernien muuntajien elementit.

Ensimmäisen autotransformerin loi amerikkalaisen Westinghouse-yhtiön sähköasentaja W. Stanley vuonna 1885, ja se testattiin menestyksekkäästi Pittsburghissa.

Öljynjäähdytyksen käyttöönotto (muun muassa 1880-luvun lopulla, D. Swinburne) oli erittäin tärkeä muuntajan luotettavuuden parantamiseksi. Swinburn asetti ensimmäiset muuntajat keraamisiin astioihin, jotka oli täytetty öljyllä, mikä lisäsi merkittävästi käämien eristyksen luotettavuutta. Kaikki tämä myötävaikutti yksivaihemuuntajien laajaan käyttöön valaistustarkoituksiin. Ganz & Co. -yhtiön tehokkain asennus rakennettiin Roomassa vuonna 1886 (15 000 kVA). Yksi ensimmäisistä yrityksen rakentamista voimalaitoksista Venäjällä oli Odessan asema uuden oopperatalon valaistamiseksi, joka on laajalti tunnettu Euroopassa.

AC voitto. Kolmivaiheiset järjestelmät

80-luvut XIX-luvulla tuli sähkötekniikan historiaan nimellä "muuntajataistelu".Yksivaihemuuntajien onnistuneesta käytöstä on tullut vakuuttava argumentti vaihtovirran käytön hyväksi. Suurten tasavirtalaitteita tuottavien suurten sähköyhtiöiden omistajat eivät kuitenkaan halunneet menettää voittoaan ja estävät kaikin tavoin vaihtovirran käyttöönottoa, etenkin kaukomatkojen sähkönsiirrossa.

Anteliaasti palkatut toimittajat levittivät kaikenlaisia ​​tarinoita vaihtovirrasta. Kuuluisa amerikkalainen keksijä T.A. vastusti myös AC: tä. Edison (1847–1931). Muuntajan luomisen jälkeen hän kieltäytyi osallistumasta kokeeseen. "Ei, ei", hän huudahti, "vaihtovirta on hölynpölyä ilman tulevaisuutta." "En vain halua tarkastaa vaihtovirtamoottoria, vaan myös tietää siitä!" Edisonin biografikot väittävät, että keksijänsä pitkän elämän ajan vakuuttunut virheellisistä näkemyksistään ja antavan paljon saada sanansa takaisin.

Muuntajataistelujen akuutti on kuvauksellisesti kirjoittanut kuuluisa venäläinen fyysikko A.G. Stoletov vuonna 1889 Electricity-lehdessä: ”Muistomme tahattomasti maamme muuntajien kärsimästä Ganz & Co: n äskettäisestä projektista valaista osa Moskovasta. Sekä suullisissa raporteissa että sanomalehtiartikkeleissa järjestelmä tuomittiin harhaanjohtavaksi, irrationaaliseksi ja tietysti kohtalokkaammaksi: osoittautui, että muuntajat olivat täysin kiellettyjä kaikissa kunnollisissa länsimaissa ja pystyivät sietämään vain halvempaa joissain Italiassa. " Kaikki eivät tiedä, että sähköiskun käyttöönotto New Yorkin osavaltiossa vuonna 1889 korkeajännitteisellä vaihtovirralla, sähkötekniikan yrittäjät pyrkivät myös käyttämään vaihtovirtaa hengenvaarallisen henkilön vaarantamiseksi.

Luotettavien yksivaihemuuntajien luominen tiensä rakensi voimalaitoksia ja yksivaiheisen virransiirtolinjan, josta on tullut laajalti käytetty sähkövalaistuksessa. Mutta teollisuuden kehityksen, suurten tehtaiden ja tehtaiden rakentamisen yhteydessä yksinkertaisen taloudellisen sähkömoottorin tarve tuli yhä tärkeämmäksi. Kuten tiedät, yksivaiheisilla AC-moottoreilla ei ole alkuperäistä käynnistysmomenttia, eikä niitä voitu käyttää sähkökäyttöä varten. Joten XIX-luvun 80-luvun puolivälissä. syntyi monimutkainen energiaongelma: oli tarpeen luoda asennuksia korkeajännitteisen sähkön taloudelliseksi siirtämiseksi pitkiä matkoja ja kehittää yksinkertaisen ja erittäin taloudellisen vaihtovirtamoottorin suunnittelu, joka täytti teollisen sähköjohdon vaatimukset.

Eri maiden tutkijoiden ja insinöörien ponnistelujen avulla tämä ongelma ratkaistiin onnistuneesti monivaiheisten sähköjärjestelmien avulla. Kokeet osoittivat, että sopivin niistä on kolmivaiheinen järjestelmä. Suurimman menestyksen kolmivaiheisten järjestelmien kehittämisessä saavutti erinomainen venäläinen sähköinsinööri M.O. Dolivo-Dobrovolsky (1862–1919) pakotettiin asumaan ja työskentelemään Saksassa monien vuosien ajan. Vuonna 1881 hänet karkotettiin Riian ammattikorkeakoulusta osallistumisesta opiskelijavallankumoukselliseen liikkeeseen ilman oikeutta päästä korkeakouluun Venäjällä.

Vuonna 1889 hän keksi yllättävän yksinkertaisen kolmivaiheisen orakorin induktiomoottorin, jonka rakenne on periaatteessa säilynyt nykyään. Mutta sähkön siirtoon korkeajännitteellä tarvittiin kolme yksivaihemuuntajaa, mikä lisäsi merkittävästi koko asennuksen kustannuksia. Samassa 1889 Dolivo-Dobrovolsky, joka on osoittanut poikkeuksellisen neutraalin, luo kolmivaiheisen muuntajan.

Mutta hän ei tullut heti siihen suunnitteluun, joka, kuten induktiomoottori, on periaatteessa säilynyt nykypäivään. Aluksi se oli laite, jonka ytimet olivat säteittäisesti järjestetty.Sen rakenne muistuttaa edelleen sähkökonetta ilman ilmarakoa, jolla on ulkonevat navat, ja roottorin käämit siirretään tankoihin. Sitten oli useita "prismaisia" tyyppisiä rakenteita. Lopuksi, vuonna 1891, tutkija sai patentin kolmivaihemuuntajalle, jolla oli samansuuntainen ydin yhdessä tasossa, samanlainen kuin moderni.

Kolmivaihemuuntajia käyttävän kolmivaiheisen järjestelmän yleinen testi oli kuuluisa Laufen-Frankfurt-voimansiirto, joka rakennettiin vuonna 1891 Saksassa aktiivisella Dolivo-Dobrovolsky-osallistuksella, joka kehitti sille tarvittavat laitteet. Laufenin kaupungin lähellä, lähellä Neckar-joen vesiputoa rakennettiin vesivoimalaitos, jonka vesiturbiini voisi kehittää noin 300 hv käyttötehon. Kierto välitettiin kolmivaiheisen synkronisen generaattorin akselille. Kolmivaiheisen muuntajan avulla, jonka kapasiteetti oli 150 kVA (kukaan ei ollut aikaisemmin valmistanut sellaisia ​​muuntajaa), 15 kV: n jännitteellä kulkevaa sähköä siirrettiin kolmilankaisella siirtojohdolla valtavan matkan (170 km) tuolloin Frankfurtissa, missä kansainvälinen tekninen näyttely avattiin. Lähetystehokkuus ylitti 75%. Frankfurtissa näyttelypaikkaan asennettiin kolmivaiheinen muuntaja, joka pienensi jännitteen 65 V: iin. Näyttely valaistaan ​​1000 sähkölampulla. Kolmivaiheinen asynkroninen moottori, jonka teho oli noin 75 kW, asennettiin eteiseen, joka käytti hydraulipumppua, joka toimitti vettä kirkkaasti valaistuun koristevesiputoukseen. Oli olemassa eräänlainen energiaketju: keinotekoinen vesiputous luotiin luonnollisen vesiputouksen energialla, 170 km päässä ensimmäisestä. Näyttelyn vaikuttavat vierailijat järkyttyivät sähköenergian ihmeellisistä kyvyistä.

Tämä siirto oli todellinen kolmivaiheisten järjestelmien voitto, tunnustus M.O: n huomattavasta panostuksesta sähkötekniikkaan. Dolivo-Dobrovolsky. Vuodesta 1891 lähtien moderni sähköistys on alkanut.

Muuntajan kapasiteetin kasvaessa voimalaitosten ja energiajärjestelmien rakentaminen alkaa. Sähkökäyttö, sähkökuljetus ja sähköteknologia ovat syntymässä ja kehittymässä nopeasti. On mielenkiintoista huomata, että maailman ensimmäinen tehokkain kolmivaihegeneraattoreilla ja muuntajilla varustettu voimalaitos oli Venäjän ensimmäisen teollisuusyrityksen huoltoasema, jossa oli kolmivaiheisia sähkölaitteita. Se oli Novorossiyskin hissi. Voimalaitoksen synkronisten generaattorien teho oli 1200 kVA, kolmivaiheisissa asynkronisissa moottoreissa, joiden teho oli 3,5 - 15 kW, toimivat erilaiset mekanismit ja koneet, ja osa sähköstä käytettiin valaistukseen.

Vähitellen sähköistys vaikutti kaikkiin uusiin ammatillisen koulutuksen, viestinnän, elämän ja lääketieteen aloihin - prosessi syventyi ja laajeni, sähköistys tapahtui valtavasti.

XX-luvun aikana. Tehokkaiden integroitujen energiajärjestelmien luomisen, sähköenergian siirtoetäisyyden lisääntymisen ja voimansiirtolinjan kasvun yhteydessä vaatimukset muuntajan teknisille ja toiminnallisille ominaisuuksille lisääntyivät. XX vuosisadan jälkipuoliskolla. Merkittävä edistyminen voimakkaiden voimamuuntajien tuotannossa liittyi kylmävalssatun sähköteräksen käyttöön magneettipiireissä, mikä mahdollisti induktion lisäämisen ja ytimien poikkileikkauksen ja painon vähentämisen. Muuntajien kokonaistappiot pienennettiin 20 prosenttiin. Oli osoittautunut mahdolliseksi pienentää öljysäiliöiden jäähdytyspinnan kokoa, mikä johti öljymäärän pienenemiseen ja muuntajan kokonaispainon pienenemiseen. Muuntajien tuotannon tekniikkaa ja automatisointia on jatkuvasti parannettu, on otettu käyttöön uusia menetelmiä käämien lujuuden ja stabiilisuuden, muuntajakestävyyden kestävyyden laskemiseksi oikosulkujen aikana.Yksi nykyaikaisen muuntajarakenteen kiireellisistä ongelmista on voimakkaiden muuntajien dynaamisen vakauden saavuttaminen.

Supersuuntaustekniikan avulla avataan hyvät näkymät muuntajavirtojen lisäämiselle. Uuden magneettimateriaaliluokan - amorfisten seosten - käyttö voi asiantuntijoiden mukaan vähentää ytimien energiahäviöitä jopa 70%.

Muuntaja radioelektroniikan ja tietoliikenteen palveluissa

Sen jälkeen, kun G. Herz (1857–1894) löysi sähkömagneettiset aallot vuonna 1888 ja loi ensimmäiset elektroniputket vuosina 1904–1907, langattomalle viestinnälle ilmestyivät todelliset edellytykset, joiden tarve kasvaa. Erillisestä piirien elementistä korkeajännitteen ja taajuuden sähkömagneettisten aaltojen tuottamiseksi sekä sähkömagneettisten värähtelyjen vahvistamiseksi on tullut muuntaja.

Yksi ensimmäisistä Hertzian aaltoja tutkineista tutkijoista oli lahjakas serbialainen tutkija Nikola Tesla (1856–1943), joka omistaa yli 800 keksintöä sähkötekniikan, radiotekniikan ja telemekaniikan alalla ja jota amerikkalaiset kutsuivat ”sähkön kuninkaaksi”. Philadelphian Franklinin yliopistossa vuonna 1893 pitämässään luennossa hän puhui ehdottomasti mahdollisuudesta käyttää sähkömagneettisia aaltoja käytännössä. "Haluaisin", sanoi tiedemies, "sanoa muutaman sanan aiheesta, joka on jatkuvasti mielessäni ja joka vaikuttaa meidän kaikkien hyvinvointiin. Tarkoitan merkityksellisten signaalien, ehkä jopa energian siirtämistä mihin tahansa etäisyyteen ilman johtoja. Joka päivä olen yhä vakuuttunut tämän järjestelmän käytännöllisestä toteutettavuudesta. "

Tesla kokeili korkean taajuuden värähtelyjä ja yritti toteuttaa ajatusta "langattomasta viestinnästä" vuonna 1891 yhdestä aikansa omaperäisimmistä laitteista. Tutkija keksi onnellisen ajatuksen - yhdistää yhteen laitteeseen resonanssimuuntajan muuntajan ominaisuudet, jolla oli valtava merkitys monien sähkötekniikan, radiotekniikan alojen kehittämisessä ja tunnetaan laajasti Tesla-muuntajana. Muuten, tätä muuntajaa kutsuttiin yksinkertaisesti "Teslaksi" ranskalaisten sähkömiesten ja radiooperaattoreiden kevyellä kädellä.

Tesla-laitteessa ensisijainen ja toissijainen käämi säädettiin resonanssiin. Ensiökäämi kytkettiin kipinäraon läpi induktiokäämin ja kondensaattorien avulla. Purkauksen aikana primaaripiirin magneettikentän muutos aiheuttaa sekundaarikäämityksessä erittäin suuren jännitteen ja taajuuden virran, joka koostuu suuresta määrästä kierroksia.

Nykyaikaiset mittaukset ovat osoittaneet, että resonanssimuuntajan avulla voidaan saada korkealaatuisia jännitteitä, joiden amplitudi on jopa miljoona volttia. Tesla huomautti, että muuttamalla kondensaattorin kapasitanssia on mahdollista saada sähkömagneettisia aaltoja, joilla on eri aallonpituudet.

Tutkija ehdotti resonanssimuuntajan käyttämistä "johdin-säteilijän" herättämiseen, joka on nostettu korkealle maanpinnan yläpuolelle ja pystyy siirtämään korkeataajuista energiaa ilman johtoja. Teslan "säteilijä" oli tietysti ensimmäinen antenni, joka on löytänyt laajimman sovelluksen radioviestinnässä. Jos tiedemies olisi luonut herkän sähkömagneettisten aaltojen vastaanottimen, hän olisi keksinyt radion.

Teslan biografikot uskovat, että ennen A.S. Popov ja G. Marconi Tesla olivat lähinnä tätä löytöä.

Vuonna 1893, vuotta ennen röntgenkuvausta, Tesla löysi "erityiset säteet", jotka tunkeutuvat kohteisiin, jotka ovat läpinäkymättömiä tavalliselle valolle. Mutta hän ei päättänyt näitä tutkimuksia loppuun saakka, ja ystävälliset suhteet olivat luoneet hänen ja Roentgenin välillä pitkään. Toisessa koesarjassa käytettiin röntgenkuvausta Tesla resonanssimuuntaja.

Vuonna 1899 Tesla onnistui ystäviensä avulla rakentamaan tieteellisen laboratorion Coloradoon. Täällä, kahden tuhannen metrin korkeudessa, hän alkoi tutkia salamanpurkauksia ja selvittää maan sähkövarauksen olemassaolo.Hän keksi alkuperäisen mallin ”vahvistinlähettimestä”, joka muistuttaa muuntajaa ja sallii sinun vastaanottaa usean miljoonan voltin jännitteet jopa 150 tuhannen jakson taajuudella sekunnissa. Hän kiinnitti maston noin 60 m korkeaan toisiokäämiin.Kun lähetin kytkettiin päälle, Tesla onnistui havaitsemaan valtavia salamaniskuja, jopa 135 jalkaa pitkiä purkauksia ja jopa ukkosta. Hän palasi jälleen ajatukseen käyttää suurtaajuusvirtoja "valaistukseen, lämmitykseen, sähköajoneuvojen liikuttamiseen maassa ja ilmassa", mutta luonnollisesti hän ei pystynyt tuolloin toteuttamaan ideoitaan. Teslan resonanssimuuntaja löysi sovellutuksensa radiotekniikkaan 1900-luvun alusta. Sen rakenteellisia muutoksia teki Marconi-yritys nimellä "jigger" (lajittelija), ja sitä käytettiin myös signaalin poistamiseen häiriöistä.

Viestintäalueen ongelmat ratkaistiin vahvistimien myötä. Muuntajaa käytettiin laajasti vahvistinpiireissä, jotka perustuivat radiotekniikan Ldionin käyttöön, jonka amerikkalainen radiotekniikka keksi vuonna 1907. "

XX-luvulla. Elektroniikka on kulkenut pitkän matkan tilaa vievistä putkilaitteista puolijohdeteknologiaan, mikroelektroniikkaan ja optoelektroniikkaan. Ja aina muuntaja pysyi jatkuvana osana virtalähteitä ja erilaisia ​​muuntopiirejä. Monien vuosikymmenien aikana pienitehoisten (murto-osuudesta watista useisiin watteihin) muuntajavalmistustekniikka on parantunut. Niiden massatuotanto vaati erityisten sähköisten materiaalien, etenkin ferriittien, käyttöä magneettisen ytimen valmistukseen sekä ydittomien muuntajien käyttämistä korkeataajuusasennuksissa. Tutkimusta jatketaan tehokkaimpien mallien löytämiseksi uusinta tiedettä ja tekniikkaa käyttämällä.

Sähköistys on aina ollut tieteellisen ja teknologisen kehityksen perusta. Sen perusteella teollisuuden, liikenteen, maatalouden, viestinnän ja rakennustekniikoita kehitetään jatkuvasti. Ennennäkemätön menestys saavutettiin tuotantoprosessien mekanisoinnilla ja automatisoinnilla. Maailman energian saavuttaminen ei olisi mahdollista ilman erilaisten erittäin tehokkaiden teho- ja erikoismuuntajien käyttöönottoa.

Mutta tieteen ja tekniikan kehityksen objektiivisista laeista seuraa, että riippumatta siitä, kuinka edistyneitä malleja nykyään luodaan, ne ovat vain askel tiellä vieläkin tehokkaampien ja ainutlaatuisimpien muuntajien luomiseen.

Jan Schneiberg