A villanyzseni alkotásai: Kandó Kálmán korszakalkotó gépei
Kandó Kálmán jókor volt, jó helyen – 10 éves korában jelent meg Berlinben az első villamos mozdony. 16 éves volt, amikor a Ganz-gyár mérnökei kifejlesztették a transzformátorrendszert és 20 éves korában indult külföldön a háromfázisú áramrendszer fejlődésnek -, de kortársaira ez ugyanúgy igaz volt, mégis ő lett az, aki a vasút villamosításának világszinten is legkiemelkedőbb alakja lett!
Borítóképen: Tata, a város vasútállomása, ekkor Tata-Tóváros néven: MÁV V40 sorozatú villamosmozdonya (forrás: Fortepan / Ladinek Viktor)
Sőt, ha jobban belegondolunk, voltaképpen hátránnyal indult, hiszen a minden szigorlatát kitűnő eredménnyel letevő Kandó Kálmán gépészmérnöki diplomát szerzett a Múzeum körúti Műegyetemen (akkor még ott volt, lásd alább csatolt cikkünket!), ahol akkor még nem volt gyakorlati elektrotechnikai oktatás!
Kandó ezért 1893 őszén tapasztalatszerzés céljából Franciaországba utazott, és egy olyan tervezővállalat irodájában helyezkedett el, amelyik éppen abban az időben rendezkedett be az 1887-88-ban a horvátországi születésű Nikola Tesla által Amerikában feltalált indukciós motorok gyártására.
Kandót ezeknek a motoroknak a tervezésével bízták meg. De hogyan és miért, amikor a Műegyetemen nem volt gyakorlati elektrotechnikai oktatás? Nos, ez elég egyszerű – pontosabban; egyszerű leírni, de kivitelezni nem! -, ugyanis Kandó Kálmán az újfajta villamos gépek méretezésére egy teljesen új számítási rendszert dolgozott ki!
És mindezt alig egy éves franciaországi működése során érte el – számítása elméleti alapjai már korábban megfogalmazódtak benne -, így 1894-ben, 25 évesen, mikor hazatért, a Ganz gyár villamos osztályának szolgálatába lépett. A gyár figyelemreméltó törekvése volt, hogy fiatal tehetségeknek ad lehetőséget, amire a legjobb példa, hogy a villamos osztályt negyedszázaddal korábban az a Zipernowsky Károly indította el, aki akkoriban szintén 25 éves volt!
Az eredmények ismeretében nyilvánvaló, hogy a fiatal tehetségekre építő stratégia a Ganz sikereinek egyik alappillére volt!
Kandó nem tétlenkedett: a franciaországi tapasztalatokra építve bevezette a gyártónál a háromfázisú rendszert! Addig a Ganznak csak egyfázisú generátorai, transzformátorai és motortípusai, valamint egyenáramú gyártmányai voltak, amelyeket Zipernowsky és Bláthy irányításával dolgoztak ki.
Zipernowsky azonban 1893-ban megvált a villamossági gyár vezetésétől, mivel a Műegyetemen újonnan szervezett elektrotechnikai tanszékre nevezték ki egyetemi tanárnak.
Lássuk meg; a kör itt zárult, hiszen Zipernowsky a gyár elkötelezett híve maradt a Műegyetem kötelékében is, így aztán nem csoda, hogy a Ganz bevezetett egyfajta tehetséggondozást, ha úgy tetszik a maga korában meghonosította a duális képzést – méghozzá egyetemi szinten! Ez úgy működött, hogy a kiemelkedő képességű diákokat – akik gyakorlati ismereteiket nagyrészt éppen a Ganznál szerezték meg! – tanulmányi támogatásban részesültek, cserébe pedig az egyébként is elkötelezett, immár végzett diákok java a Ganz szolgálatába állt pályája kezdetén!
Fontos tudni, hogy Bláthy kezdetben nem ismerte fel a háromfázisú rendszerek jelentőségét, pedig Tesla-rendszerű motorokkal már 1891-92-ben is kísérleteztek, és már akkor jelentkezett a probléma – az északolaszországi Intra városban létesített, egyfázisú motorokat első ízben nagyobb számban felhasználó textilüzemi berendezésekkel kapcsolatban -, amit a fáziseltolódás jelentett (rossz cosφ, gyenge hatásos teljesítmény). Váltakozó áramú berendezéseket ezért addig csak világításra használt a gyár, a hajtásokban egyenáramú motorokat épített be.
Ez volt tehát az az alaphelyzet, amibe Kandó Kálmán belecsöppent, amikor hazatért és a Ganz szolgálatába állt.
Az pedig a Ganz rugalmasságát jelzi, hogy nagyon rövid idő alatt kifejlesztette az első, „F” jelű motorsorozatot, az első, szintén háromfázisú, „AF” jelű induktor-generátor sorozatot és a megfelelő transzformátor-, kapcsoló-, megszakítóstb. sorozatok első tagjait.
Látni kell, hogy annak ellenére is hagyták – sőt, támogatták! – Kandó munkáját, hogy Bláthy nem ismerte fel a háromfázisú rendszerek jelentőségét! Olyannyira igaz volt ez, hogy 1896 végéig, tehát;
Kandó a gyárba történő belépésétől számított 2 év alatt már háromszáznál több háromfázisú motor és generátor készült el a cég Fő utcai villamossági gyárában és e gépek összteljesítménye meghaladta a 10.000 LE-t!
Az első indukciós motorsorozat gépei 15 típusnagyságban, négy- és hatpólusú kivitelben készültek és az 1896-i millenniumi kiállításon már nagy számban voltak láthatók; mindössze egy évvel a Westinghouse gyár sorozata után jelentek meg a piacon.
Kandó nevéhez fűződik a Ganz-gyár „E” jelű, igen könnyű, jól kihasznált egyenáramú gépsorozatának és néhány különleges egyenáramú és váltakozó áramú motortípusnak a kidolgozása is, 1895—96 folyamán. Ő szervezte meg az erőátviteli irodát is, amely 1896-tól kezdve számos ipartelep villamosítását vitte keresztül. 1899-ben új, „FF” jelű indukciós motorsorozatot dolgozott ki a Ganz Kandó irányításával.
Ezek szép eredmények, azonban Kandó sokkal többre vágyott, máris nagy tervei voltak, ugyanis az indukciós motorok gyors elterjedése irányította figyelmét a villamos vontatásra: véleménye szerint ugyanis ez a motortípus alkalmas volt a vasúti vontatás céljaira is!
Az első kísérleti berendezés 1896 őszén létesült a kőbányai Ganz Vagongyár mellett. Itt egy 12 LE-s, kétfázisú indukciós motor által hajtott kis, kéttengelyű próbakocsival kezdődtek meg azok a sikeres kimenetelű kísérletek, amelyek Kandó Kálmán kivételes alkotótehetségét élete végéig eljegyezték a nagyvasutak villamosításának feladatával.
Nem feltétlen erről a próbapályáról van szó, de a Népligetben a korábbi próbapálya nyomai még a mai napig felfedezhetők:
Hogyan fogalmazhatott meg az alig két éve a gyárhoz szerződött Kandó ilyen nagyívű terveket? Ehhez bizony minden adott volt, ugyanis már 1895-ben a Ganz szerkesztési osztályának vezetőjévé nevezték ki, és két évre rá, amikor Amerikába utazott, hogy tanulmányozza a baltimore-i 600 voltos egyenáramú villamos vonali szakaszt, már a gyár helyettes igazgatója volt! Egy karrierista életútja ez? Nos egyáltalán nem!
Kandó Kálmán esetében ugyanis a zsenialitás végtelen szorgalommal társult, a Ganz pedig ezt felismerve olyan pozícióba helyezte, amely a gyár száméra a legnagyobb hasznot hozza!
A nagy tervek megvalósítása először szerény keretek közt indult: a Kandó tervei szerint készült első vasúti berendezés 1898-ban, a Genfi-tó partján, Evian les Bains-ban létesült. Az S alakú vonal hossza mindössze 300 méter hosszú, a pálya legnagyobb emelkedése azonban 10% volt. Ezen a vonaltól egyetlen 15 LE-s, 50 Hz-es motorkocsi szállította a vendégeket a fürdő és a szálloda között.
Itt már háromfázisú indukciós motort alkalmazott, akárcsak a később üzembe került több bánya- és iparvasútnál is.
Ebben az időben még Mechwart András volt a gyár vezérigazgatója, aki mindenkor technikai önállóságira törekedvén, sohasem riadt vissza az áldozat- és kockázatvállalástól egy-egy gyártmány Ganz-gyári kifejlesztése érdekében. Egy ilyen kockázatvállalás volt a Valtellina vasút megépítése is.
A fantasztikus mérnöki alkotásról alábbi cikkeinkben írtunk:
A villamosított Valtellina vonalat 1902-ben nyitották meg, Kandó ebben az évben volt 33 éves.
volt Európa első villamosított vasúti fővonala és a világ első, nagyfeszültségű váltakozó árammal villamosított vasútvonala.
Az olasz vasúttársaság 1903-ban három újabb mozdonyt rendelt a gyártól. Ezeken a mozdonyokon alkalmazta először Kandó a róla elnevezett és később 20 éven át gyártott „háromszög”-hajtást.
Az 1906-ban erre a vonalra szállított, további négy (1.500 LE-s) Ganz-mozdony járműszerkezeti része megegyezett az előző hároméval, de a motorok közül az egyik 8, a másik 12 pólusú volt és ezáltal három sebességi fokozatot lehetett megvalósítani.
Az olasz vasutakat 1905-ben állami tulajdonba vették. A kísérleti villamosított vonalak sikere után 1907-ben az olasz kormány 2.000 km hosszú vasútvonalat érintő nagy villamosítási munkába forgott. Kikötötték azonban, hogy a mozdonyokat és villamos berendezéseket Olaszországban kell legyártani. Ezért amerikai tőkével Vado Ligureban mozdonygyár létesült (Societa Italiana Westinghouse). Megvették Kandó szabadalmait és gyár vezetését, valamint az új mozdonyok tervezését Kandóra bízták. A mozdonyok motorjainak gyártása után pedig a Ganz-gyárnak is bizonyos összegeket fizettek, szabadalommegváltási díj címén.
A Ganz—Kandó-rendszer (olasz elnevezés szerint: sistema italiano) egész Észak-Olaszországban elterjedt. A Vado Ligure-i gyárban az évek, évtizedek során közel 700 Kandó-rendszerű mozdony készült. A rendszer üzembiztosságát mi sem jellemzi és bizonyítja jobban, mint az, hogy ezek közül 1954-ben is még 540 mozdony teljesített szolgálatot és az utolsó háromfázisú vonal 1976-ig volt üzemben.
Kandó olaszországi működése alatt két mozdonytípus kifejlesztésében vett részt. Ezek a 2.000 LE-s, ötcsatlós „cinquanta” és a 2800 LE-s, háromcsatlós „trenta” elnevezésű mozdonyok voltak.
Kandóolaszországi működésének az olaszoknak az első világháborúba való belépése vetett véget. 1915 tavaszán, az olasz hadüzenet napján, szinte az utolsó pillanatban, Svájcon át indult haza.
Itthon előbb a várépítési parancsnoksághoz osztották be, majd a vasutak szénellátásának előadója lett. Ebben a minőségében ismerte fel, hogy a vasút a legnagyobb szénpazarló, ezért egy emlékiratban javaslatot tett a vasutak villamosítására. Figyelem! 1916-ot írunk! Az igaz ugyan, hogy már 1911-ben volt egy villamosított vonal Magyarországon – és az sem egyenáramú volt! -, de Kandó országos méretekben gondolkodott, ahogy az olaszok is.
Miért gondoljuk mindezt? Nos, az emlékiratban Kandó Megállapította, hogy ezt csak az országos energiagazdálkodás keretében lehet gazdaságosan megoldani egy olyan rendszerrel, amely az 50 Hz-es váltakozó áramot (!!!) közvetlenül fel tudja használni a mozdonyon. Ezt az alapelvét már egy 1900-ban tartott előadásában is hangoztatta (!!!), de a megvalósítás szükségessége és lehetősége csak a háborús viszonyok közepette jelentkezett először.
A MÁV, ill. a Ganz-gyár kérésére, 1917-ben Kandót felmentették a katonai szolgálat alól, aki leszerelt és hazatért Budapestre. Megbízták a tervbe vett Budapest-Salgótarján-Ruttka vasútvonal villamosításának tanulmányozásával. Ekkor kezdte meg annak a másik vontatási rendszernek a gyakorlati kidolgozását, amellyel szintén világhírt szerzett hazájának, önmagának és a Ganz-gyárnak is.
Ekkoriban történt az új, 50 Hz-es villamos vontatási rendszer alapelveinek lefektetése, és Kandó megalkotta az úgynevezett fázisváltós mozdonyok első példányait is, gyakorlatilag is bebizonyítva az 50 periódusú vontatás előnyeit.
Az első ilyen rendszerű kísérleti mozdony 1923-ban készült el, mellyel az üzemi próbák három éven át folytak a budapesti Nyugati pályaudvar és Dunakeszi közötti vonalszakaszon.
Kandó tapasztalatainak, tudásának és tehetségének legjavát adta, óriási lelkesedéssel és munkabírással kezdett hozzá az erre a vonalra készülő két 2.500 LE-s mozdonytípus tervezéséhez.
A két típus csak a járműszerkezeti részekben különbözött egymástól, a gyors- és személyvonati, ill. a tehervonati mozdonyok hajtókerekeinek átmérőkülönbsége miatt.
Ahogy a Valtellina villamosításban a Kandó-féle indukciós motor volt az alapja a rendszer sikerének, a hegyeshalmi vonal vontatási rendszere elsősorban a fázisváltóra, erre az újfajta villamos gépre épült. Ez a különleges szinkrongép egyfázisú transzformátort, egyfázisú szinkronmotort és több fázisú szinkrongenerátort egyesített egyetlen gépben.
Ezek a kísérletek végül a Budapest-Hegyeshalom vonal villamosításában csúcsosodtak ki:
Az 1920-as évek elején az olasz saronnói mozdonygyár megbízásából két háromfázisú mozdony tervezését kezdte el. Ezek közül az egyik mozdony hajtóműve még a régi Kandó-háromszög könnyített változata volt, míg a másik típuson már az új, csuklós Kandó-keretes hajtómű nyert alkalmazást és sikeres kipróbálást.
Ezt az új szerkezetet alkalmazta Kandó a két párizsi orleans-i 4.000 LE-s egyenáramú mozdonyon is, amelyek abban az időben (1926-ban) Európa legnagyobb egyenáramú mozdonyai voltak.
A Budapest-Hegyeshalom vonal első szakaszának (Budapest-Keleti–Komárom) villamosítása 1932 szeptember 12.-én valósult meg, de sajnos Kandó Kálmán ezt már nem érhette meg… A megfeszített munka, valamint a magánéleti tragédiák (elesége, majd fia tragikus halála), valamint a fázisváltós rendszer körüli pénzügyi huzavona felőrölték egészségét, és 1931 január 13.-án szívszélhűdés következtében meghalt…
Amit maga után hagyott, azt pedig nem csak Magyarország, de az egész világ hasznosította, több iparág is az ő nyomdokain indult el, és lett globális nagyvállalat.
