Для того чтобы появился двигатель, способный работать на переменном токе, уроженец Сербии Никола Тесла, некоторое время трудившийся на Эдисона, должен был основать собственную компанию. Целью была экономия, долговечность, простота и безопасность. Но Тесла высказал подобные идеи не первым. В марте 1888 г. итальянский инженер Галилео Феррарис сделал доклад об электродвигателях переменного тока в Королевской академии наук в Турине, а месяцем позже опубликовал свои выводы. Он на месяц опередил Теслу, который выступил с таким же докладом в Американском институте электротехников. Однако именно Тесла благодаря щедрой помощи американских инвесторов разработал не только асинхронные электродвигатели переменного тока, но также необходимые трансформаторы переменного тока и распределительную систему. Два основных патента на его многофазный двигатель были получены в 1888 г. К 1891 г. Тесла подал документы на патентование еще около сорока устройств.
Иллюстрации, приложенные к американскому патенту Теслы на электродвигатель переменного тока
В многофазном двигателе каждый электромагнитный полюс статора (неподвижной части) имеет несколько обмоток, по каждой из которых протекают переменные токи одинаковой частоты и амплитуды, но различные по фазе (в трехфазном двигателе на треть периода).
В июле 1888 г. патенты Теслы приобрел Джордж Вестингауз. Год спустя Westinghouse Co. выпустила на рынок самый маленький в мире электрический аппарат: вентилятор, который приводился в действие 125-ваттным электродвигателем переменного тока. Первый патент Тесла подал на двухфазный двигатель; в современных домах работает множество маленьких однофазных электродвигателей переменного тока, а более крупные и эффективные трехфазные машины распространены в промышленности. В 1889 г. Михаил Осипович Доливо-Добровольский, русский инженер, занимавший должность главного электрика в немецкой компании AEG, изготовил первый трехфазный асинхронный электродвигатель.
Никола Тесла в молодости
В настоящее время в мире ежегодно продается около 12 млрд маленьких электродвигателей, не связанных с промышленностью, в том числе около 2 млрд миниатюрных (самые маленькие – до 4 мм в диаметре) устройств с потребляемой мощностью в доли ватта, которые работают на постоянном токе и служат для создания вибрации в сотовых телефонах. На другом конце спектра – двигатели мощностью 6,8–12,2 МВт, которые устанавливаются на французские скоростные поезда (TGV). А мощность самых больших стационарных двигателей, приводящих в движение компрессоры, вентиляторы и конвейеры, превышает 60 МВт. Это сочетание вездесущности и диапазона мощностей свидетельствует, что электромоторы – это и правда незаменимые источники энергии для современной цивилизации.