热门关键词:
当前位置:主页>变压器知识>
变压器发明简史(二)
来源:  作者:
2 高兰德—吉布斯二次发电机

19世纪80年代后,交流电进入人类社会生活,变压器的原理也为许多人所了解,人们自然而然想到将变压器用于实际交流电路中。在这方面迈出第一步并做出重大贡献的是法国人高兰德(L.Gauland,1850~1888)和英国人吉布斯(J.D.Gibbs)。1882年9月13日,它们在英国申请了第一个感应线圈及其供电系统的专利(№.4362),他们称这种感应线圈为“Secondary generator”(二次发电机)。原边线圈数与副边线圈数之比为1∶1,原边线圈串联,而副边线圈均分为数段,分别与电灯1相连。高兰德—吉布斯二次发电机(变压器)是一种开路铁心变压器,它通过推进、拉出铁心来控制电压,原边线圈他们仍坚持采用串联(虽然麦克斯韦在1865年就证明,原边线圈如果采用串联,副边电压就不能单独控制)。



1882年10月7日,他们制成了第一台3000V/100V的二次发电机,1983年又制成一台容量约5kVA的二次发电机在伦敦郊外一个小型电工展览会上展出表演。当年,他们为伦敦市区铁路提供了几台小型变压器1884年,他们在意大利都灵技术博览会上展出了

他们的变压器,并表演了交流远距离输电。采用开磁路变压器串联交流输电系统,将30kW、133Hz的交流电输送到40km远处。当年他们还售出了几台类似的变压器,其中图14为售给意大利物理学家费拉里斯(G.Ferraris,1847~1897)的实验用变压器。该变压器铁心为铁丝组成的开路铁心,原边线圈由0.25mm厚铜片绕成的445个环(匝)组成,但它们在高度方向




分成4段,通过正前方的塞子将副边线圈的4段串联或并路,从而改变副边的输出电压。图15为另一种高兰德—吉布斯二次发电机,这台二次发电机可以通过调节输出电压而改变输出功率的大小。




1884年3月4日,高兰德和吉布斯在美国申请第一个有关开路铁心变压器的专利(№.297924)—“产生和利用二次电流的装置”);

1885年,高兰德和吉布斯受岗茨工厂变压器的启发,研究采用闭路铁心结构的变压器。1886年3月6日,他们在美国申请有关闭合磁路变压器的专利(№.351589)。


高兰德—吉布斯二次发电机(变压器)虽然开辟了变压器的实际应用领域,但早期这种变压器存在某些先天不足,如开路铁心、原边线圈串联等。首先对此质疑和作出改进的是匈牙利岗茨工厂(Ganz)的三个年轻工程师布拉什(O.T.Blathy,1860~1939)、齐伯诺夫斯基(C.Zipernowsky, 1853~1942)和德里(M.Deri,1854~1938)。

布拉什1883年进入岗茨工厂,长期担任技术负责人。他一生发明颇丰,曾获得100多项专利权,包括变压器、电压调整器、汽轮发电机等。布拉什是首次研究交流发电机并联运行人之一,他还发明了许多电机设计程序和设计计算方法。另外,他在1885年首先引入单词“Transformer”(变压器),这一简明传神的术语很快为人们所认同和接受,迅速取代以往采用的“感应线圈”、“二次发电机”等术语,一直沿用至今。

齐伯诺夫斯基是1878年成立的岗茨工厂电气部的奠基人之一。1893年,他提任匈牙利布达佩斯技术大学的电气教授。他一生取得40多项专利权,曾任匈牙利电工学会主席30年。

德里1882年加入岗茨工厂,他长期在销售部工作,但对电机和变压器颇有研究。他曾设计复激交流发电机,还发明了以他名字命名的双电刷推斥式电动机—德里电动机。

1884年,意大利都灵技术博览会召开,布拉什和岗茨工厂一批技术人员参观了该博览会,见到了会上展出的高兰德—吉布斯二次发电机。布拉什当时敏锐地觉察到这种二次发电机有很大发展前途,注意到这种变压器的优点及不足之处。在博览会上,布拉什曾问高兰德:“为什么你们的二次发电机不采用闭路铁心?”高兰德不假思索地回答:“采用闭路铁心非常危险,而且很不经济。”

1884年7月,布拉什从都灵回到布达佩斯后,立即将都灵博览会上的所见所闻告诉了齐伯诺夫斯基和达里,他们决定立即进行变压器的改进实验。布拉什建议采用闭路铁心,齐伯诺夫斯基建议将原边线圈串联改为并联,并和德里一道进行研究实验。1884年8月7日,他们在岗茨工厂实验杂志上介绍了有关闭合磁路铁心的变压器)。



1884年冬,德里在维也纳贸易联合会展示了他们的发明。1885年1月2日,齐伯诺夫斯基和德里在奥地利申请第一个有关并联运行变压器的专利(№.37/101),图19为该专利中的附图。同年2月2日他们三人在奥地利和德国申请第二个变压器专利(奥地利专利№.35/2446,德国专利№.40414)。



1884年9月16日,岗茨工厂制成的第一台变压器(1400W,f=Hz,120/72V,变比1.67),它是一台单相壳式、闭路铁心(铁丝)变压器。同年,岗茨工厂还制造了另外4台变压器。图20为最原始的Z-D-B变压器。

1885年5月1日,匈牙利布拉佩斯国家博览会开幕,一台150V、70Hz单相交流发电机发出的电流,经过75台岗茨工厂5kVA变压器(闭路铁心,并联,壳式)降压,点燃了博览会场的1067只爱迪生灯泡,其光耀夺目的壮观场面轰动了世界。所以,后来人们把1885年5月1日作为现代实用变压器的诞生日而加以纪念。布达佩斯博览会使岗茨工厂名扬四海,博览会期间工厂就接到一批订单。


它们均为心式变压器,与现代变压器已十分接近。


21 Z-D-B为G.费兰里斯实验室制造的变压器(1885年)(3000W,变比1∶2或1∶4)

1885年6月至10月,Z-D-B变压器参加了伦敦发明展览会,并在会上作了演示。高兰德—吉布斯公司的工程师贝尔费尔德(R.Belfield)参观了伦敦发明展览会,对Z-D-B变压器很感兴趣。1885年5月7日,齐伯诺夫斯基、德里和布拉什在美国申请第一个闭路铁心



变压器及交流配电系统的专利(№.352105)。

齐伯诺夫斯基—德里—布拉什(Z-D-B)变压器是变压器技术发展史上的重要里程碑,它所采用的闭路铁心、原边并联等基本结构一直沿用至今。可以说Z-D-B变压器已使现代变压器的结构基本定型,从此变压器正式进入交流电流的输电、配电领域,有力地推动了交流电流的普及应用,促进了现代交流电机的发展。

1888年,岗茨工厂向德国西门子—哈尔斯克(Simens-Halske)公司转让变压器专利权。不久,另外两家德国公司也购买了岗茨工厂的变压器专利权。1890年,法国、西班牙的公司也购买了岗茨的变压器专利。从19世纪80年代后期开始,变压器在欧洲迅速推广,到1889年已总共生产1000台变压器,到1899年突破10000台。在20世纪20年代前,岗茨工厂在变压器制造领域一直保持世界领先水平。




关于本站 | 会员服务 | 隐私保护 | 法律声明 | 站点地图 | RSS订阅 | 友情链接

免责声明:凡本站注明来源为xx所属媒体的作品,均转载自其它媒体转载目的在于传递更多信息,并不代表本站赞同其观点和对其真实性负责。