Доливо-Добровольский, Михаил Осипович

Михаил Осипович Доливо-Добровольский (21 декабря 1861 [2 января 1862], Гатчина — 15 ноября 1919, Гейдельберг) — инженер-электротехник, физик, конструктор российского происхождения, работавший преимущественно в Германии.

Изобрёл ряд оригинальных электротехнических приборов и устройств. Создал асинхронный двигатель переменного тока (1889), разработал систему трехфазного тока (1890). Один из основоположников электротехники. Разработал ряд измерительных приборов, как для постоянного, так и переменного тока.

Биография

Михаил Доливо-Добровольский родился 21 декабря 1861 (2 января 1862) в многодетной дворянской семье. Отец - Осип Фролович Доливо-Добровольский, польского происхождения, был директором Гатчинского сиротского института, в котором учился будущий российский шахматист Михаил Иванович Чигорин. Мать - Ольга Михайловна Евреинова, русская. Михаил был старшим ребёнком.

Дед Михаила Осиповича, Флор (Флориан) Иосифович (1776—1852) приехал из Польши в Петербург в конце XVIII века, был тайным советником, служил при почтовом департаменте. В 1873 году родители переехали в Одессу.

11 мая 1887 года он женился на 22-летней гречанке Корнелии Тумбе. У них было два сына - 23 мая 1891 года родился первый сын Дмитрий, а через четыре года, 21 февраля 1895 года, второй - Серж. В 1907 году он развёлся, чтобы через пять месяцев вступить в новый брак с Ядвигой Полачковной (Hedwig Pallatschek (Jadwigą Polaczkówną).

Образование

В Одессе в 1878 году Михаил окончил реальное училище и 1 сентября 1878 года поступил в Рижский политехнический институт.

Мемориальная доска на Гатчинском сиротском институте

22 июня 1881 года за участие в антиправительственной агитации он был исключён из института без права поступления в другие высшие учебные заведения Российской империи. Для продолжения своего образования Михаил Осипович избрал Дармштадтское высшее техническое училище, где уделялось особое внимание практическому применению электричества. Здесь в 1882 году была учреждёна специальная кафедра электротехники, которую возглавил профессор Эразм Киттлер, а в январе 1883 года, впервые в практике высшего образования, был введён специальный курс электротехники. В том же году Э. Киттлер открыл электротехническую лабораторию, в которой после окончания (с отличием) Дармштадтского технического училища должность ассистента занял М. О. Доливо-Добровольский. Молодому преподавателю было поручено вести курс «Электрохимия с особым вниманием к гальванопластике и металлургии». В 1884—1885 годах Михаил Осипович выступил на страницах журнала «Электричество» со своими статьями, в которых описал два изобретения в области электрохимии. Одно из них было связано с топливными элементами, второе касалось способа получения алюминия из его окиси при высокой температуре.

Деятельность

В 1887 году М. О. Доливо-Добровольский приглашён в фирму AEG (Allgemeine Elektrizitäts-Gesellschaft), где в 1909 году был назначен директором и проработал в этой должности до конца жизни.

Творческая и инженерная деятельность М. О. Доливо-Добровольского была направлена на решение задач, с которыми неизбежно пришлось бы столкнуться при широком использовании электроэнергии. Работа в этом направлении привела к разработке трёхфазной электрической системы и совершенной, в принципе, не изменившейся до настоящего времени конструкции асинхронного электродвигателя.

Кафедра электротехники Дармштадтского технического университета. Студенты и в центре профессор Эразмус Киттлер. Справа студент Михаил Осипович Доливо-Добровольский

Главная особенность асинхронного двигателя Доливо-Добровольского — ротор с обмоткой в виде беличьей клетки. Он выполнил ротор в виде стального цилиндра, а в просверлённые по периферии каналы заложил медные стержни. На лобовых частях ротора эти стержни электрически соединялись друг с другом. В 1889 г. М. О. Доливо-Добровольский получил патент на своё изобретение (германский патент № 51083 от 8 марта 1889 года под названием «Anker für Wechselstrommotoren»).

Следующим шагом М. О. Доливо-Добровольского явился переход к трёхфазной системе. В результате исследования различных схем обмоток учёный сделал ответвления от трёх равноотстоящих точек якоря машин постоянного тока. Таким образом, были получены токи с разностью фаз 120 градусов. Таким путём была найдена связанная трёхфазная система, отличительной особенностью которой являлось использование для передачи и распределения электроэнергии только трёх проводов.

Весной 1889 г. М. О. Доливо-Добровольским был построен трёхфазный асинхронный двигатель мощностью около 100 Вт. Этот двигатель питался током от трёхфазного одноякорного преобразователя и при испытаниях показал вполне удовлетворительные результаты. Вслед за первым одноякорным преобразователем был создан второй, более мощный, а затем началось изготовление трёхфазных синхронных генераторов. Уже в первых генераторах применялись два основных способа соединения обмоток: в звезду и треугольник. В дальнейшем М. О. Доливо-Добровольскому удалось улучшить использование статора с помощью широко применяемого в настоящее время метода, заключающегося в том, что обмотку делают разрезной и противолежащие катушки соединяют встречно.

Важным достижением М. О. Доливо-Добровольского явилось также то, что он сделал обмотку статора распределённой по всей его окружности. Вскоре он внёс ещё одно усовершенствование: кольцевую обмотку статора заменил барабанной. После этого асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором приобрёл современный вид.

В том же 1889 году М. О. Доливо-Добровольский изобрёл трёхфазный трансформатор (германский патент № 56359 от 29 августа 1889 года). Вначале это был трансформатор с радиальным расположением сердечников. Затем было предложено несколько конструкций так называемых «призматических» трансформаторов, в которых удалось получить более компактную форму магнитопровода.

Трёхфазная система не получила бы в первые же годы своего существования столь быстрого распространения, если бы не решила проблемы передачи энергии на большие расстояния. В 1891 году Михаилом Осиповичем была осуществлена Лауфен-Франкфуртская электропередача. Во Франкфурте-на-Майне, во время проведения международной выставки, демонстрирующей электротехнические достижения, перед главным входом на выставку был построен искусственный водопад и установлен мощный асинхронный двигатель Доливо-Добровольского на 100 л.с., который приводил в движение насос, подававший воду к водопаду. Небольшая гидроэлектростанция с трёхфазным синхронным генератором, которая с помощью понижающего и повышающего трансформаторов, сооружённых Доливо-Добровольским, передавала электроэнергию на невиданное в те времена расстояние в 170 км, была построена на реке Неккар, в местечке Лауфен. Выставка имела грандиозный успех. Делегации учёных и инженеров из-за границы приезжали ознакомиться с устройством невиданной электропередачи даже после закрытия экспозиции. Существует точка зрения[кто?], что именно с этого момента берёт своё начало современная электрификация.

В октябре 1891 года была сделана патентная заявка на трёхфазный трансформатор с параллельными стержнями, расположенными в одной плоскости (германский патент № 79608 от 4 октября 1891 года под названием «Drehstrom-Transformator mit drei Schenkeln nebeneinander in einer Ebene»). В принципе, эта конструкция сохранилась до настоящего времени.

М. О. Доливо-Добровольский мечтал вернуться в Россию. Предполагалось, что он станет деканом Электромеханического факультета Санкт-Петербургского политехнического института, открывшегося в 1899 году. Этим планам помешали договорные обязательства с AEG, которыми Михаил Осипович был связан.

На рубеже 19 и 20 веков был особый период в жизни Михаила Доливо-Добровольского, полный профессиональных и личных успехов. 23 мая 1891 года у него родился первый сын Дмитрий, а спустя четыре года, 21 февраля 1895 года, второй - Серж. Добровольский был награждён Золотой медалью Всемирной выставки в Париже (1900) за достижения в области электротехники. В 1911 году ему было присвоено звание доктора наук Дармштадтского технического университета.

С 1903 по 1907 год он посвятил себя научной работе в Лозанне, где в 1906 году он получил швейцарское гражданство всей семьёй. В 1907 году он развёлся и через 5 месяцев вступил в новый брак. В 1908 году он вернулся в Германию, чтобы занять должность директора на Берлинском заводе электрооборудования группы AEG. Однако через год он уволился, сохранив за собой должность технического советника этой группы, и посвятил себя научной работе. За этот период он опубликовал несколько десятков статей на страницах "Elektrotechnische Zeitschrift". Весной 15 марта 1919 года 57-летний Доливо-Добровольский вернулся в университет в Дармштадте. К сожалению, после гриппа его здоровье, особенно его сердце, ухудшилось. Доливо-Добровольский провёл последние дни своей жизни в университетской клинике в Гейдельберге, где его сын Дмитрий был врачом. Он умер 15 ноября 1919 года и был похоронен в Дармштадте.

Работая в течение многих лет в Германии на заводах AEG, Доливо-Добровольский непрерывно ощущал на себе недоброжелательность многочисленных немецких коллег и стремление фирмы извлечь как можно больше прибылей из его неустанных трудов, не давая ему ничего взамен. Доливо-Добровольский обладал довольно скромным заработком и, умирая, не оставил семье средств к существованию.

Изобретения М. О. Доливо-Добровольского

• Трёхфазный асинхронный электродвигатель с короткозамкнутым ротором типа «беличья клетка» (1889).
• Трёхфазный асинхронный двигатель с фазным ротором и пусковым реостатом (чертеж представлен, например, в 1899 году при докладе на Первом Всероссийском электротехническом съезде, см. также британский патент № 20425 от 15 декабря 1890 года на фазный ротор).
• Искрогасительная решётка для выключателей (германские патенты № 266745 и № 272742 от 4 мая и 24 июля 1912 года соответственно).
• Фазометр (1892, германский патент № 68215 от 14 апреля 1892 года под названием «Vorrichtung zur Bestimmung des Phasenunterschiedes zwischen zwei Wechselströmen») .
• Стрелочный частотомер (1897).