Tiskane izdaje
Le zakaj bi sol tihotapili iz Anglije, ko pa je je imela stara Avstrija sama dovolj? Kot nekateri ugotavljajo, je šlo za soliter, sestavino za izdelavo smodnika ...
Angleška firma Stone je bila specializirana za izdelavo majhnih turbogeneratorjev, ki jih je bilo mogoče namestiti na parno lokomotivo in so dajali dovolj elektrike za njene luči. Dotlej so te delovale na acetilen, ki so ga na lokomotivi sproti pridobivali iz karbida − nevarna in umazana zadeva. V Sloveniji so generatorje Stone izbrali kot standardno opremo svojih parnih lokomotiv, saj so spoznali, da so, presenetljivo, tehnično ustreznejši kot podobni produkti prominentne nemške tovarne AEG, ki so se bili razširili na preostalih progah po Jugoslaviji. Kako je to mogoče?
Nemci so v tridesetih letih konstruirali odličen majhen električni generator in mu dodali parno turbinico, ki jo poganja sveža para iz kotla. Tako pri električnih generatorjih kot pri elektromotorjih smo vajeni misliti na igro magnetov, ki v žicah bodisi ustvarjajo električni tok bodisi ga uporabljajo za vrtenje rotorja. Magnetna polja navadno ustvarjamo z električnim tokom tako v statorju kot v rotorju generatorja ali motorja. In tu nastopi težava − kritični del takšnega sistema je organ, imenovan kolektor, ki dovaja elektriko v vrteči se del stroja.
Kolektor, ki se vrti skupaj z rotorskim navitjem, je sestavljen iz številnih med seboj izoliranih bakrenih lamel, prilepljenih na valj iz izolirnega materiala. Nanj so z vzmetmi pritisnjene ogljene krtačke, ki mu dovajajo tok. Kolektor se zaradi tega seveda obrablja, prav tako krtačke, na njihovem stiku se iskri ... Redno ga je treba pregledovati, čistiti in gladiti s smirkovim papirjem, po potrebi zamenjati krtačke in kdaj kolektor celo postružiti, da ponovno dobi okroglo obliko.
Še posebna nevarnost pa se skriva v tem, če generator nenadoma zgubi obremenitev, ker na primer pregori glavna varovalka. Takrat regulacija ne reagira dovolj hitro in turbina požene rotor na nedopustno visoke vrtljaje, tako visoke, da se kolektor zaradi centrifugalnih sil razleti in generator je tako rekoč uničen. V navodilih za uporabo turbogeneratorčkov AEG se celo bere, da se jih nikoli ne sme pognati brez bremena − prej je obvezno treba vklopiti stikala žarnic.
Turbogenerator AEG za parne lokomotive − odlično deluje, je pa kompliciran, drag in občutljiv. Na desni je videti parno turbino, v sredini rotor in na njegovi levi kolektor. Foto: Arhiv Železniškega muzeja SŽ
Vse naprave na parnih lokomotivah morajo biti robustne, trdožive in ne smejo zahtevati pretirane pozornosti med obratovanjem. Tudi generatorčki bi morali biti taki. In angleška firma Stone je bleščeče rešila ta problem. Naredili so neznansko preprost generator, za katerim pa tiči izjemno lucidna inženirska misel. Uporabili so stalne jeklene magnete, ki oklepajo generator, in v njihovem polju namestili statorska navitja, rotor pa so izvedli kot magnetno kotvo z devetimi grebeni, sestavljeno zgolj iz transformatorske pločevine − brez kakršnegakoli navitja.
Kako neki lahko takšna stvar deluje? Dokler sistem miruje, je prek kotve sklenjeno magnetno polje med obema magnetnima poloma, »čevljema«, v katerih je nameščeno električno navitje. Ker se magnetno polje ne spreminja, se v navitju ne inducira nobena napetost. (Saj se še spomnimo srednješolske učenosti? V vodniku se inducira električna napetost, če se le-ta giblje skozi magnetno polje ali pa se spreminja jakost magnetnega polja.) Ko pa zunanja sila, v našem primeru mala parna turbina, rotor-kotvo zavrti, železni grebeni s svojim gibanjem tako »vznemirijo« magnetno polje (naj nam tehniki oprostijo to poenostavljanje), da je posledica električna indukcija v navitjih. In proizvedena električna moč nikakor ni majhna − znaša okoli 500 vatov.
Turbogenerator Stone, nameščen na parni lokomotivi. Človek se ne more načuditi, kako je preprost − na srednji sliki se vidi, da vsebuje le polove čevlje in v njih vtisnjeno električno navitje − iz vsega nekaj ovojev. Rotor-kotva prav tako ne bi mogel biti enostavnejši. Foto: Mladen Bogić
Ideja je − kot vse velike ideje − genialno preprosta. Tu sta podvržena obrabi le še oba kroglična ležaja. Pobeg v previsoke obrate ne prinaša nikakršne akutne nevarnosti. Stvar pa ni brez problemov, saj jekleni magneti polagoma izgubljajo svoj magnetizem. Do neke mere je to mogoče kompenzirati s hitrejšim vrtenjem rotorja, čez čas pa to ne pomaga več. Magnete je treba znova namagnetiti.
V Železniškem muzeju smo se soočili s tem posebnim problemom, ker so vse naše aktivne parne lokomotive opremljene z generatorji Stone, znanje o njihovem vzdrževanju pa je izginilo v pozabo, posebni pripomočki so se porazgubili. V stiski smo poslali v Anglijo klic na pomoč − tam je podjetje, ki te generatorje obnavlja in trži. Prosili smo jih, naj nam svetujejo. Na našo srečo pa nas je prav v času stiske obiskal ljubitelj železnic, strokovnjak elektrotehnike Janez Kermavner, specialist za transformatorje. Takoj je razumel našo težavo in sklenil pomagati. S svojim znanjem je izračunal potrebno magnetilno navitje in ga brezplačno (!) izdelal. Uspeh je bil bleščeč − vse tri aktivne parne lokomotive so že opremljene z obnovljenimi turbogeneratorji, ki izvrstno delujejo. Obnovo mehaničnega dela, zamenjavo ležajev in tesnil ter ureditev regulatorja obratov je kot izziv prevzel naš restavrator Miran Vrbinc, nekdanji strojevodja, in dokazal, da ta ceh marsikaj zna in zmore.
Janez Kermavner s svojo magnetilno tuljavo. Foto: Mladen Bogić
Miran Vrbinc, ki si daje opravka z regulatorjem obratov, potem ko je celotni turbogenerator obnovil in spet sestavil. Foto: Mladen Bogić
Naj za tiste bralce, ki so tehniško še posebej zainteresirani, dodamo, da v nasprotju z generatorjem AEG, ki proizvaja enosmerni tok napetosti 24 V, generator Stone zaradi narave svoje konstrukcije daje izmenični tok 24 V, vendar nenavadno visoke frekvence − pri 4000 obratih na minuto znaša le-ta nekaj čez 600 Hz (kar je žarnicam popolnoma vseeno), jakost toka pa je okoli 24 A; moč torej znaša krepko čez 500 W.
Turbogenerator AEG na levi je licenčno izdelovala tudi naša industrija − turbinski del Jugoturbina v Karlovcu, električni del pa Sever v Subotici. Na desni je Stone enake moči. Foto: Mladen Bogić
Vprašati se je treba, kako da je jugoslovanska industrija raje izdelovala generatorje AEG, in ne enostavnejših Stone. Ponuja se špekulativna misel, da Angleži v nasprotju z Nemci morda niso hoteli prodati licence, češ, če hočete imeti generatorje, jih kupujte pri nas.
Angleži se na naš uradni klic na pomoč niso odzvali. Najbrž imajo preveč skrbi s pripravami na brexit. Opravili smo brez njih in tako bomo tudi v Evropski uniji.
***
Mladen Bogić je ravnatelj Železniškega muzeja Slovenskih železnic.
