Синхронные машины. Машины постоянного тока
Методическое пособие - Физика
Другие методички по предмету Физика
охлаждения обмотки статора водой (турбогенераторы типа ТВВ);
Рис.1.9 Схемы подачи водорода в проводники обмотки ротора в турбогенераторах
при аксиальной и многоструйной радиальной системах охлаждения:
1 лобовые части обмотки, 2 каналы для входа водорода, 3 клинья,
4 каналы для выхода водорода, б проводники обмотки
г) система охлаждения обмоток статора и ротора водой, а сердечников статора и ротора, а также внутреннего пространства машины воздухом или водородом (турбогенераторы типа ТГВ-500);
д) система охлаждения обмотки и сердечника статора маслом, обмотки ротора водой, а сердечника ротора и внутреннего пространства машины воздухом или водородом. В этом случае ротор отделен от статора изоляционным цилиндром и полость статора заполнена маслом (турбогенераторы ТГМ).
На рис.1.9 показаны схемы подачи охлаждающего газа в проводники обмотки ротора при непосредственном водородном охлаждении. При аксиальной системе охлаждения водород попадает под бандажные кольца ротора с обеих сторон машины (рис.1.9, а), охлаждает их и выбрасывается через радиальные отверстия в зазор между ротором и статором. При многоструйной радиальной системе охлаждения водород, поступивший в воздушный зазор через радиальные каналы статора в зоне выхода из них газа, захватывается специальными заборниками внутрь ротора (рис.1.9, б), проходит по каналам, имеющимся в пазах ротора, и выбрасывается обратно в воздушный зазор в зоне входа газа в каналы статора.
На рис.1.10, а, б показано устройство для подачи и отвода охлаждающей воды к проводникам обмотки статора. Проводники обмотки статора сообщаются с коллекторами холодной и нагретой воды патрубками, выполненными из изоляционного материала. Нагретая вода проходит через охладитель и вновь поступает в коллектор холодной воды.
Роторы турбогенераторов изготовляют из цельных поковок высококачественной стали (рис.1.11, а). Диаметр ротора D определяется условиями механической прочности; для ограничения действующих на ротор центробежных сил он не должен превышать 1,01,5м, поэтому приходится увеличивать его длину. Однако и длина ротора ограничивается допустимым прогибом вала и возникающими при этом вибрациями.
Рис.1.10 Устройство для подачи и отвода охлаждающей воды в проводники обмотки статора: а общий вид; б конструктивная схема:
1 сборный коклектор охлаждающей воды, 2 гибкие изолирующие шланги,
3 сборный коллектор нагретой воды, 4 водораспределительный наконечник,
5 стержень, подводящий воду к обмотке, 6 стержень, отводящий воду от обмотки
Для того чтобы прогиб вала при неподвижном роторе не превышал 2,5мм, длина ротора l турбогенератора не должна превышать 7,58,5м. Следовательно, отношение l/D достигает 5 6. Указанные размеры ротора являются предельными по возможностям металлообрабатывающих заводов. В СССР такие поковки ротора выпускают с 1932г. Хотя с тех пор ощутимого прогресса в увеличении размеров ротора не произошло (и в СССР, и за рубежом), мощность турбогенератора со 100 МВ-А при воздушном охлаждении возросла до 8001200МВА за счет снижения механических потерь при переходе к водородному охлаждению поверхности вращающегося ротора и за счет увеличения электромагнитных нагрузок при повышенной интенсивности охлаждения в системах, описанных выше.
Рис.1.11 Общий вид роторов турбогенератора (а), гидрогенератора (б) и синхронного двигателя (в):
1 контактные кольца, 2 кольцевые бандажи, 3 ротор, 4 металлические клинья,
5 вентилятор, 6 вал, 7 обмотка возбуждения, 8 полюсы, 9 пусковая обмотка
Гидрогенераторы. Эти машины приводятся во вращение сравнительно тихоходными гидравлическими турбинами, частота вращения которых составляет 50500 об/мин, поэтому их выполняют с большим числом полюсов и явнополюсными роторами (рис.1.11, б). Диаметр ротора достигает у мощных машин 16м при длине 1,75м (в генераторах мощностью 590 640 МВА), т.е. для таких генераторов отношение l/D = 0,11 0,20.
Гидрогенераторы мощностью свыше нескольких десятков мегавольт-ампер выполняют с вертикальным расположением вала (рис.1.12). На роторе такого гидрогенератора с помощью фланца укрепляют ротор турбины, вследствие чего роторы имеют общие подшипники. В верхней части гидрогенератора на одном с ним валу обычно устанавливают вспомогательные машины: возбудитель генератора с подвозбудителем и дополнительный синхронный генератор, предназначенный для питания электродвигателей автоматического масляного регулятора турбины.
В конструкции гидрогенераторов с вертикальным расположением вала весьма ответственной частью является упорный подшипник (подпятник), который воспринимает массу роторов генератора и турбины, давление воды на лопасти турбины, а также динамические усилия.
Рис.1.12 Общий вид гидрогенератора с вертикальным расположением вала:
1 верхняя крестовина, 2 статор, 3 полюсы ротора. 4 обод ротора, 5 вал
В зависимости от расположения подпятника гидрогенераторы подразделяют на подвесные и зонтичные. В подвесных гидрогенераторах (рис.1.13, а) подпятник располагают над ротором генератора на верхней крестовине, а один или два направляющих подшипника под ним; при этом весь турбоагрегат подв?/p>