Kálmán Kandó de Egerfarmos et Sztregova ( egerfarmosi és sztregovai Kandó Kálmán ; 10 de julio de 1869 - 13 de enero de 1931) fue un ingeniero húngaro , inventor del convertidor de fase y pionero en el desarrollo de la tracción ferroviaria eléctrica de CA.
Kalman Kando | |
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Nació | 10 de julio de 1869 Plagas, Austria-Hungría |
Fallecido | 13 de enero de 1931 (61 años) Budapest, Hungría |
Ocupación | ingeniero |
Educación
Estudió en la Universidad Técnica de Budapest, donde obtuvo un diploma en ingeniería mecánica en 1892. Kandó sirvió como voluntario de la Armada Austro-Húngara hasta 1893.
Francia
Después de su servicio militar, viajó a Francia y trabajó para la Compañía Fives-Lille en Francia como ingeniero junior, donde diseñó y desarrolló los primeros motores de inducción para locomotoras. Para la fabricación de motores de inducción, desarrolló un procedimiento de cálculo de diseño completamente nuevo, que hizo posible producir motores de tracción de CA económicos para la empresa Fives Lille. En un año, Kandó fue nombrado ingeniero jefe de desarrollo de motores eléctricos en la firma francesa. [1] András Mechwart (director gerente de Ganz and Co. en ese momento) le pidió que regresara a Hungría en 1894 y lo invitó a trabajar en el Departamento de Ingeniería Eléctrica de Ganz Works.
Trabajar en la electrificación ferroviaria
Compañía Ganz, Budapest
En 1894, Kálmán Kandó desarrolló motores y generadores de corriente alterna trifásicos de alto voltaje para locomotoras eléctricas ; se le conoce como el padre del tren eléctrico . Su trabajo sobre electrificación ferroviaria se realizó en la planta eléctrica de Ganz en Budapest . Los primeros diseños de Kandó de 1894 se aplicaron por primera vez en un corto tranvía trifásico AC en Evian-les-Bains ( Francia ), que fue construido entre 1896 y 1898. Fue impulsado por un sistema de tracción asíncrono de 37 HP. [2] [3] [4] [5] [6]
En 1907 se trasladó con su familia a Vado Ligure en Italia y obtuvo un empleo en Società Italiana Westinghouse . [7] Más tarde regresaría a Budapest para trabajar en la fábrica de Ganz , donde se convirtió en director gerente.
Italia, diseño de la primera línea ferroviaria principal electrificada del mundo
Bajo su dirección, la fábrica de Ganz comenzó a trabajar en el transporte trifásico para ferrocarriles. Sobre la base de su diseño, la Ferrovia della Valtellina italiana se electrificó en 1902 y se convirtió en la primera línea ferroviaria principal electrificada de Europa.
Para la línea Valtellina, la energía trifásica se suministró a 3.000 voltios (luego aumentada a 3.600 voltios) a través de dos líneas aéreas, mientras que los rieles de rodaje suministraron la tercera fase. En los cruces, las dos líneas aéreas tuvieron que cruzarse y esto impidió el uso de voltajes muy altos.
El sistema trifásico de dos hilos se utilizó en varios ferrocarriles del norte de Italia y se conoció como "el sistema italiano". En la actualidad, son pocos los ferrocarriles que utilizan este sistema.
En 1907, el gobierno italiano decidió la electrificación de otra línea ferroviaria de 2000 km e insistió en fabricar los motores y equipos en Italia. Compraron las patentes de Kandó y lo pusieron a cargo de la gestión y el diseño de los nuevos motores tipo Kandó y pagaron la licencia de los motores eléctricos a la fábrica de Ganz. Dos tipos de locomotoras se desarrollaron con su liderazgo en Italia: una cinquanta de 1500 kw [ aclaración necesaria ] y una trenta de 2100 kw [ aclaración necesaria ] locomotoras eléctricas, de las cuales se produjeron en total unas 700 unidades. 540 de ellos estaban todavía en servicio en 1945, la última línea trifásica funcionó hasta 1976. En honor al trabajo de Kandó, fue galardonado con el Commendatore dell'Ordine della Corona d'Italia (Comendador de la Orden de la Corona de Italia) , pero en 1915 tuvo que huir por Suiza, ya que Italia entró en la Primera Guerra Mundial del lado de la Entente y declaró la guerra a la Monarquía Austro-Húngara.
Viena, invención del convertidor de fase
Durante la Primera Guerra Mundial entre 1916 y 1917, Kandó fue teniente que completó el servicio militar para el Ministerio de Defensa en Viena. Elaboró un sistema revolucionario de transporte eléctrico de cambio de fase, mediante el cual las locomotoras funcionaban con la corriente alterna monofásica estándar de 50 períodos utilizada en el sistema nacional de suministro de energía. Fue el primero en reconocer que un sistema de tren eléctrico solo puede tener éxito si puede utilizar la electricidad de las redes públicas. En 1918, [8] Kandó inventó y desarrolló el convertidor de fase rotativo , que permite a las locomotoras eléctricas utilizar motores trifásicos mientras se alimentan a través de un solo cable aéreo, que transporta la corriente alterna monofásica de frecuencia industrial simple (50 Hz) de las redes nacionales de alta tensión. . [9]
Hungría
Para evitar los problemas asociados con el uso de dos cables aéreos, Kandó desarrolló un sistema modificado para su uso en Hungría. Los semiconductores de potencia que aún no se habían inventado en la década de 1930, los sistemas de las locomotoras Kandó V40 se basaban en la electromecánica y la electroquímica.
Convertidor de fase síncrono Kandó
La energía monofásica se suministró a 16.000 voltios y 50 Hz a través de una sola línea aérea y se convirtió en trifásica en la locomotora mediante un convertidor de fase giratorio . [10] Los motores de accionamiento, fabricados por Metropolitan-Vickers , tenían un diámetro muy grande de 3 metros e incorporaban cuatro juegos de 24 polos magnéticos cada uno, que se podían agregar al esfuerzo de tracción a voluntad, produciendo velocidades constantes altamente eficientes de 25, 50, 75 y 100 km / h sobre ferrocarril (o 17/34/51/68 km / h para la variante de motor de tren de carga pesado V60, que tenía seis pares de ruedas motrices más pequeñas).
Creó una máquina eléctrica llamada convertidor de fase síncrono, que era un motor síncrono monofásico y un generador síncrono trifásico con estator y rotor comunes.
Tenía dos devanados independientes:
- El devanado exterior es un motor síncrono monofásico. El motor toma la energía de la línea aérea .
- El devanado interno es un generador síncrono trifásico (o de fase variable), que proporciona la energía para los motores de tracción de tres (o más) fases.
- Factor de potencia
Un beneficio importante de esta disposición fue un factor de potencia de casi 1,00 en el equipo adjunto a la catenaria , que cumplió con las estrictas regulaciones de distribución de carga de las centrales eléctricas. El factor de potencia inaceptablemente pobre de los motores eléctricos de diseño anterior a la Segunda Guerra Mundial (ocasionalmente tan bajo como 0,65) no se sintió fuera de las locomotoras Kando, ya que la maquinaria del cambiador de fase proporcionaba aislamiento.
- Control de velocidad
Las velocidades intermedias se mantuvieron conectando una resistencia ajustable a base de agua y salitre a la línea, lo que redujo la eficiencia de la locomotora. Se suponía que los horarios para las líneas electrificadas permitían el uso de velocidades constantes de eficiencia total la mayor parte del tiempo, pero, en la práctica, la necesidad de compartir la vía con los trenes arrastrados por locomotoras de vapor MÁV Clase 424 significaba que la "resistencia de la caja de cambios", que consumía agua y era un derroche, había para ser utilizado a menudo.
- Unidad triangular de Kandó
La fuerza propulsora se transfirió a las ruedas de la locomotora mediante un sistema de varillas de empuje tradicional, diseñado para proporcionar productos básicos de fabricación y mantenimiento a los ferrocarriles húngaros predominantemente basados en vapor (MÁV) de la época. La denominada disposición triangular de Kandó [11] transfirió la potencia del motor eléctrico a las varillas de empuje de tal forma que no se ejercieran fuerzas oblicuas sobre el chasis, lo que hace que el V40 sea menos dañino para la vía férrea en comparación con las máquinas de vapor. En la práctica, el sistema de varillas de empuje V40 era demasiado preciso para el mantenimiento basado en los hábitos de la era del vapor y requería un cuidado más frecuente.
- Impulsión del eje
Más de una década después de la muerte de Kandó, la empresa Ganz construyó dos nuevos prototipos impulsados por ejes de su diseño, para permitir velocidades de tracción de 125 km / h. Las locomotoras eléctricas V44 [12] resultaron ser demasiado pesadas para el uso general, debido a su carga de 22 toneladas métricas por eje. Ambos vehículos fueron finalmente destruidos en los bombardeos de la USAAF en 1944, recorriendo solo 16.000 kilómetros en total.
- Motores montados en bogie
Después de la Segunda Guerra Mundial, el nuevo gobierno comunista de Hungría construyó una última serie de locomotoras eléctricas de cambio de fase . Debido a las restricciones de la Guerra Fría , el innovador tipo V55, [13] que usaba motores montados en bogie, tuvo que construirse con componentes domésticos por completo y sufrió problemas de confiabilidad en su sistema de propulsión de cambiador de fase / cambiador de frecuencia de doble conversión. (Los motores de tracción de las locomotoras V40 y V60 anteriores a la Segunda Guerra Mundial fueron fabricados en Gran Bretaña por la empresa Metropolitan-Vickers, como parte de un programa de ayuda económica organizado por Lord Rothermere ).
- Preservación
Actualmente sobrevive un ejemplo del V40, [14] el V55 [15] y la locomotora V60 [16] . Se conservan en el Parque Histórico del Ferrocarril de Budapest, pero requieren restauración después de décadas de exhibición estática al aire libre. Si la financiación lo permite, el V40 reparado puede volver a la vía abierta para un "servicio nostálgico", con un front-end de semiconductor agregado a su sistema para la conversión de paso descendente de 25 a 16 kV de CA.
Francia
Kandó diseñó en 1926 el 1,5 kV DC 2BB2 400 ( fr: 2BB2 400 ) para la línea París-Orleans, que eran las locomotoras DC más fuertes de Europa en ese momento.
Reino Unido
Había planes para utilizar el sistema trifásico de dos cables en Portmadoc, Beddgelert y South Snowdon Railway en Gales y el Metropolitan Railway en Londres, pero ninguno de estos planes se concretó debido al estallido de la Segunda Guerra Mundial.
El legado de Kandó
Kálmán Kandó murió en Budapest en 1931 pero su obra sigue viva. Muchos trenes eléctricos modernos funcionan con el mismo principio de CA trifásico de alta tensión introducido por las locomotoras Kandó V40, pero el convertidor giratorio se reemplaza por dispositivos semiconductores . Los motores eléctricos trifásicos permiten un gran esfuerzo de tracción incluso a grandes velocidades y la dificultad de mantener velocidades arbitrarias a máxima eficiencia se elimina mediante el uso de semiconductores IGBT y el uso de controles digitales.
En Miskolc , la plaza frente a la estación de tren de Tiszai , donde también se encuentra su estatua, lleva su nombre, así como una escuela secundaria vocacional. En Budapest, la Facultad de Ingeniería Eléctrica Kandó Kálmán (anteriormente una escuela técnica independiente, ahora parte de la Universidad de Óbuda ), también lleva su nombre. El planeta menor 126245 Kandókálmán recibió su nombre.
Ver también
- Electrificación ferroviaria de corriente alterna trifásica
- Sistema de electrificación ferroviaria
- Lista de sistemas de electrificación ferroviaria
Referencias
- ↑ Antal Ildikó (2014): A magyar villamosenergia-ipar 1896-1914 [1]
- ^ Andrew L. Simon (1998). Hecho en Hungría: Contribuciones húngaras a la cultura universal . Simon Publications LLC. pag. 264 . ISBN 9780966573428.
Evian-les-Bains kando.
- ^ Francis S. Wagner (1977). Contribuciones húngaras a la civilización mundial . Publicaciones Alpha. pag. 67. ISBN 9780912404042.
- ^ CW Kreidel (1904). Organ für die fortschritte des eisenbahnwesens in technischer beziehung . pag. 315.
- ^ Elektrotechnische Zeitschrift: Beihefte, volúmenes 11-23 . VDE Verlag. 1904. p. 163.
- ^ L'Eclairage électrique, Volumen 48 . 1906. p. 554.
- ^ "Kálmán Kandó | Óbudai Egyetem" . uni-obuda.hu . 8 de octubre de 2015.
- ^ Michael C. Duffy (2003). Ferrocarriles eléctricos 1880-1990 . IET . pag. 137. ISBN 9780852968055.
- ^ Oficina de Patentes de Hungría. "Kálmán Kandó (1869-1931)" . www.mszh.hu . Consultado el 10 de agosto de 2008 .
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enlaces externos
- Biografía de Kálmán Kandó