Kálmán Kandó - Kálmán Kandó

Kalman Kando
Geboren	10. Juli 1869 ( 1869-07-10 ) Pest, Königreich Ungarn
Ist gestorben	13. Januar 1931 (61 Jahre) ( 1931-01-14 ) Budapest, Ungarn
Beruf	Techniker

Kálmán Kandó de Egerfarmos et Sztregova ( egerfarmosi és sztregovai Kandó Kálmán ; 10. Juli 1869 – 13. Januar 1931) war ein ungarischer Ingenieur , der Erfinder des Phasenwandlers und ein Pionier in der Entwicklung des elektrischen Wechselstrom-Bahnantriebs.

Bildung und Familie

Kálmán Kandó wurde am 8. Juli 1869 in Pest als Sohn einer alten ungarischen Adelsfamilie geboren. Sein Vater war Géza Kandó (1840-1906), seine Mutter war Irma Gulácsy (1845-1933). Er begann sein Gymnasiumsstudium an der Budapester Lutherischen Oberschule in der Süt-Straße. Seine Eltern verlegten ihn von einer überfüllten Schule auf eine kleinere Schule, ein von Mór Kármán gegründetes Übungsgymnasium. Er war an der Technischen Universität Budapest eingeschrieben . 1892 erhielt er einen Abschluss als Maschinenbauingenieur. Sein Studium schloss er mit ausgezeichnetem Abschluss ab. Seine Kenntnisse in Mechanik und Elektrik setzte er später in seiner Karriere erfolgreich ein. Kandó diente bis 1893 als Freiwilliger bei der österreichisch-ungarischen Marine . Kálmán Kandó heiratete am 2. Februar 1899 in Terézváros Ilona Mária Petronella Posch (1880-1913). 1899, und ihre Tochter Ilona Sára wurde 1901 geboren.

Arbeiten an der Bahnelektrifizierung

Frankreich

Nach seinem Militärdienst reiste er im Herbst 1893 nach Frankreich und arbeitete als Jungingenieur bei der Firma Fives-Lille , wo er frühe Induktionsmotoren für Lokomotiven konstruierte und entwickelte . Für die Herstellung von Asynchronmotoren entwickelte er ein völlig neues Design-Berechnungsverfahren, das es ermöglichte, für die Firma Fives Lille wirtschaftliche AC-Fahrmotoren herzustellen. Innerhalb eines Jahres wurde Kandó zum Chefingenieur der Elektromotorenentwicklung des französischen Unternehmens berufen. András Mechwart (der damalige Geschäftsführer von Ganz und Co.) forderte ihn 1894 auf, nach Ungarn zurückzukehren und lud ihn ein, in der Elektrotechnischen Abteilung der Ganz-Werke zu arbeiten.

Ganz Company, Budapest

Im Jahr 1894 entwickelte Kálmán Kandó Hochspannungs - Dreiphasen - Wechselstrommotoren und Generatoren für elektrische Lokomotiven ; er gilt als Vater der elektrischen Bahn . Seine Arbeiten zur Eisenbahnelektrifizierung wurden im Ganz Electric Works in Budapest durchgeführt . Kandós frühe 1894-Entwürfe wurden erstmals in einer kurzen Drehstrom-Straßenbahn in Evian-les-Bains ( Frankreich ) angewendet , die zwischen 1896 und 1898 gebaut wurde. Sie wurde von einem 37 PS-Asynchronantriebssystem angetrieben.

1907 zog er mit seiner Familie nach Vado Ligure in Italien und erhielt eine Anstellung bei der Società Italiana Westinghouse . Später kehrte er nach Budapest zurück, um in der Ganz- Fabrik zu arbeiten, wo er der Geschäftsführer wurde.

Italien, Planung der ersten elektrifizierten Hauptbahnstrecke der Welt

Elektrolokomotive RA 361 (später FS-Klasse E.360 ) von Ganz für die Valtellina-Linie, 1904

Im Jahr 1897 entwarf Kandó ein elektrisches System und Lokomotiven für die italienischen Eisenbahnen, das elektrische Traktionssystem hatte große Vorteile und Bedeutung auf den sehr steilen Bahngleisen in den Bergregionen Italiens. Unter seiner Führung begann das Werk Ganz mit dem Drehstromtransport für die Eisenbahn. Nach ihrem Entwurf wurde die italienische Ferrovia della Valtellina 1902 elektrifiziert und wurde Europas erste elektrifizierte Hauptbahn.

Für die Valtellina-Linie wurde der Drehstrom mit 3000 Volt (später auf 3600 Volt erhöht) über zwei Oberleitungen geliefert, während die Fahrschienen die dritte Phase versorgten. An Kreuzungen mussten sich die beiden Freileitungen kreuzen, was den Einsatz sehr hoher Spannungen verhinderte.

Das dreiphasige, zweiadrige System wurde auf mehreren Eisenbahnen in Norditalien verwendet und wurde als "das italienische System" bekannt. Inzwischen gibt es nur noch wenige Bahnen, die dieses System nutzen.

1907 beschloss die italienische Regierung die Elektrifizierung einer weiteren 2000 km langen Bahnstrecke und bestand darauf, die Motoren und Ausrüstungen in Italien zu fertigen. Sie kauften Kandós Patente und übertrugen ihm die Leitung und Konstruktion der neuen Kandó-Motoren und zahlten Lizenzgebühren für die Elektromotoren an die Ganz-Fabrik. Unter seiner Führung in Italien wurden zwei Lokomotivtypen entwickelt: eine 1500 kw Cinquanta und eine 2100 kw trenta Elektrolokomotive, von denen insgesamt rund 700 Stück produziert wurden. 540 davon waren 1945 noch in Betrieb, die letzte Drehstromleitung funktionierte bis 1976. Zu Ehren von Kandós Werk wurde ihm der Commendatore dell'Ordine della Corona d'Italia (Kommandant des Ordens der Krone von Italien) verliehen. , musste aber 1915 über die Schweiz fliehen, da Italien auf Seiten der Entente in den Ersten Weltkrieg eintrat und der österreichisch-ungarischen Monarchie den Krieg erklärte.

Elektrifizierung der Londoner Metro, ein moralischer Sieg

Bei den District und Metropolitan Railways führte der Einsatz von Dampflokomotiven zu verrauchten Bahnhöfen und Waggons, die bei den Fahrgästen unbeliebt waren, und die Elektrifizierung galt als zukunftsweisend. Es wurde eine Ausschreibung für ein elektrisches System ausgeschrieben, und die größten europäischen und amerikanischen Unternehmen haben sich um den Zuschlag beworben. Als die Experten der Londoner Metro jedoch das Design der Ganz Works mit den Angeboten der anderen großen europäischen und amerikanischen Wettbewerber verglichen , stellten sie fest, dass die neueste Art der AC-Traktionstechnik der Ganz Works zuverlässiger, billiger und betrachtete seine Technologie als "Revolution in der elektrischen Bahntraktion". Im Jahr 1901 empfahl ein gemeinsames Komitee von Metropolitan und District das Dreiphasen- Wechselstromsystem von Ganz mit Oberleitung. Dies wurde zunächst von beiden Parteien einstimmig akzeptiert, bis der Bezirk einen Investor, den Amerikaner Charles Yerkes , fand, um die Modernisierung zu finanzieren. Yerkes sammelte 1 Million Pfund (1.901 Pfund inflationsbereinigt sind 109 Millionen Pfund) und hatte bald die Kontrolle über die District Railway. Seine Erfahrungen in den Vereinigten Staaten führten ihn zum klassischen Gleichstromsystem, ähnlich dem, das bei der City & South London Railway und der Central London Railway verwendet wird. Die Metropolitan Railway protestierte gegen die Planänderung, aber nach Schlichtung durch die Handelskammer wurde das DC-System angenommen.

Wien, Erfindung des Phasenwandlers

Während des Ersten Weltkriegs zwischen 1916 und 1917 war Kandó Leutnant, der den Wehrdienst für das Verteidigungsministerium in Wien ableistete. Er entwickelte ein revolutionäres System des phasenwechselnden elektrischen Zugs, bei dem Lokomotiven mit dem üblichen 50-Perioden-Einphasen-Wechselstrom des nationalen Energieversorgungssystems betrieben wurden. Er war der Erste, der erkannte, dass ein elektrisches Zugsystem nur erfolgreich sein kann, wenn es den Strom aus öffentlichen Netzen nutzen kann. Im Jahr 1918 erfand und entwickelte Kandó den Drehphasenwandler , der es Elektrolokomotiven ermöglichte, Drehstrommotoren zu verwenden, während sie über eine einzige Oberleitung versorgt werden und die einfache industrielle Frequenz (50 Hz) einphasiger Wechselstrom der nationalen Hochspannungsnetze übertragen.

Ungarn

Kandó V40 Elektrolokomotive von MÁV

Um die mit dem Einsatz von zwei Oberleitungen verbundenen Probleme zu vermeiden, entwickelte Kandó ein modifiziertes System für den Einsatz in Ungarn. Da in den 1930er Jahren noch keine Leistungshalbleiter erfunden wurden, beruhten die Systeme der Kandó V40-Lokomotiven auf Elektromechanik und Elektrochemie.

Die erste Lokomotive mit Phasenwandler war die V50-Lok von Kando (nur zu Demonstrations- und Testzwecken)

Kandó synchroner Phasenwandler

Einphasiger Strom wurde mit 16.000 Volt und 50 Hz über eine einzige Oberleitung geliefert und auf der Lokomotive durch einen Drehphasenwandler auf dreiphasig umgewandelt . Die Antriebsmotoren von Metropolitan-Vickers hatten einen sehr großen Durchmesser von 3 Metern und enthielten vier Sätze von jeweils 24 Magnetpolen, die nach Belieben zur Zugkraft hinzugefügt werden konnten und hocheffiziente konstante Geschwindigkeiten von 25, 50, 75 . erzeugten und 100 km/h über die Schiene (bzw. 17/34/51/68 km/h für die V60-Variante des schweren Güterzuges mit sechs Paar kleineren Antriebsrädern).

Er schuf eine elektrische Maschine namens Synchronphasenwandler, die ein einphasiger Synchronmotor und ein dreiphasiger Synchrongenerator mit gemeinsamem Stator und Rotor war.

Es hatte zwei unabhängige Wicklungen:

• Die äußere Wicklung ist ein einphasiger Synchronmotor. Der Motor nimmt die Energie aus der Oberleitung auf .
• Die innere Wicklung ist ein dreiphasiger (oder phasenveränderlicher) Synchrongenerator, der den Strom für die drei- (oder mehr)phasigen Fahrmotoren liefert.

Leistungsfaktor

Ein großer Vorteil dieser Anordnung war ein Leistungsfaktor von fast 1,00 in der Oberleitungsausrüstung , die die strengen Lastverteilungsvorschriften der Elektrokraftwerke erfüllte. Der inakzeptabel schlechte Leistungsfaktor von Elektromotoren vor dem Zweiten Weltkrieg (gelegentlich nur 0,65) war außerhalb der Kando-Lokomotiven nicht zu spüren, da die Phasenwechsler-Maschinerie eine Isolierung bot.

Geschwindigkeitskontrolle

Zwischengeschwindigkeiten wurden aufrechterhalten, indem ein einstellbarer Widerstand auf Wasser- und Salpeterbasis an die Leitung angeschlossen wurde, was die Effizienz der Lokomotive verringerte. Fahrpläne für elektrifizierte Strecken sollten die meiste Zeit die Nutzung konstanter Geschwindigkeiten mit voller Effizienz ermöglichen, aber in der Praxis bedeutete die Notwendigkeit, die Strecke mit Zügen zu teilen, die von Dampflokomotiven der MÁV-Klasse 424 gezogen wurden , den wasserhungrigen und verschwenderischen "Getriebewiderstand" oft verwendet werden.

Kandó-Dreiecksfahrt

Die Antriebskraft wurde über ein traditionelles Schubstangensystem auf die Räder der Lokomotive übertragen, das den damals überwiegend dampfbetriebenen ungarischen Eisenbahnen (MÁV) Herstellungs- und Wartungsgüter zur Verfügung stellte. Die sogenannte Kandó-Dreieck- Anordnung überträgt die Kraft vom Elektromotor so auf die Schubstangen, dass keine schrägen Kräfte auf das Chassis ausgeübt werden, wodurch die V40 im Vergleich zu Dampflokomotiven weniger schienenschädlich ist. In der Praxis war das V40-Stoßstangensystem zu präzise für die auf den Gewohnheiten der Dampfzeit basierende Wartung und erforderte eine häufigere Pflege.

Wellenantrieb

Mehr als ein Jahrzehnt nach Kandós Tod wurden von der Firma Ganz zwei neue, wellengetriebene Prototypen seines Designs gebaut, die eine Zuggeschwindigkeit von 125 km/h ermöglichen. Die Elektrolokomotiven V44 erwiesen sich aufgrund ihrer Schienenlast von 22 Tonnen pro Achse für den allgemeinen Gebrauch als zu schwer. Beide Fahrzeuge wurden schließlich bei Bombenangriffen der USAAF im Jahr 1944 zerstört und legten insgesamt nur 16.000 Kilometer zurück.

Drehgestellmotoren

Nach dem zweiten Weltkrieg wurde von der neuen kommunistischen Regierung in Ungarn eine letzte Serie von elektrischen Phasenwechslerlokomotiven gebaut . Aufgrund der Beschränkungen des Kalten Krieges musste der innovative V55-Typ, der drehgestellmontierte Motoren verwendet, vollständig aus Haushaltskomponenten gebaut werden und litt unter Zuverlässigkeitsproblemen in seinem Doppelwandler-Phasenwechsler / Frequenzumrichter-Antriebssystem. (Die Fahrmotoren der V40- und V60-Lokomotiven aus der Zeit vor dem Zweiten Weltkrieg wurden in Großbritannien von der Metropolitan-Vickers Company im Rahmen eines von Lord Rothermere organisierten Wirtschaftshilfeprogramms hergestellt .)

Erhaltung

Derzeit ist jeweils ein Exemplar der Lokomotiven V40, V55 und V60 erhalten. Sie werden im Geschichtspark der Budapester Eisenbahn aufbewahrt, müssen aber nach jahrzehntelanger statischer Ausstellung unter freiem Himmel restauriert werden. Wenn die Finanzierung es zulässt, kann die reparierte V40 für den "nostalgischen Dienst" auf die offene Strecke zurückkehren, wobei ihr System ein Halbleiter-Frontend für die Abwärtswandlung von 25 bis 16 kV AC hinzugefügt wird.

Frankreich

Kandó konstruierte 1926 die 1,5 kV DC 2BB2 400 ( fr:2BB2 400 ) für die Strecke Paris-Orleans, die zu dieser Zeit die stärksten Gleichstromlokomotiven Europas waren.

Vereinigtes Königreich

8 Jahre nach dem Tod von Kandó gewann das Ingenieurbüro der Ganz Werke mehrere britische Ausschreibungen, die größtenteils auf Kandós neuester Technologie basierten. Mit der Umsetzung dieser Pläne wurden britische Firmen betraut. Es gab Pläne, das Zweidraht-Dreiphasen-System auf der Portmadoc, Beddgelert and South Snowdon Railway in Wales und der Metropolitan Railway in London zu verwenden, aber keiner dieser Pläne wurde aufgrund des Ausbruchs des Zweiten Weltkriegs verwirklicht.

Kandós Vermächtnis

Kálmán Kandó starb 1931 in Budapest, aber sein Werk lebt weiter. Viele moderne elektrische Züge arbeiten nach dem gleichen dreiphasigen Hochspannungs-Wechselstromprinzip, das von den Kandó V40-Lokomotiven eingeführt wurde, aber der Drehwandler wird durch Halbleiterbauelemente ersetzt . Drehstrombetriebene Elektromotoren ermöglichen auch bei hohen Geschwindigkeiten eine hohe Zugkraft und die Schwierigkeit, beliebige Geschwindigkeiten bei vollem Wirkungsgrad zu halten, wird durch den Einsatz von IGBT- Halbleitern und die Verwendung digitaler Steuerungen beseitigt .

In Miskolc trägt der Platz vor dem Bahnhof Tiszai , auf dem auch seine Statue steht, seinen Namen, ebenso wie eine Berufsoberschule. In Budapest trägt auch die Fakultät für Elektrotechnik Kandó Kálmán (ehemals eigenständige Fachhochschule, heute Teil der Universität Óbuda ) seinen Namen. Der Kleinplanet 126245 Kandókálmán wurde nach ihm benannt.

Siehe auch

• Drehstrom-Bahnelektrifizierung
• Bahnelektrifizierungssystem
• Liste der Bahnelektrifizierungssysteme

Verweise

Externe Links

• Biografie von Kálmán Kandó