электрические униполярные машины. Генератор фирмы General Electric

На рис. 49 показан униполярный генератор, изготовленный фирмой GEC [43]. Он рассчитан на длительный режим работы в течение нескольких лет без останова для ухода и ремонта. Вспомогательные агрегаты (насосы, теплообменники) находятся вне генератора и допускают использование резервных устройств без останова машины.

Номинальные данные генератора: мощность 10МВт, напряжение 67В, ток 150кА. скорость вращения 3600 об/мин, мощность возбуждения 0,1% от полной.

Вес машины - 25 т, следовательно, вес на единицу мощности- 2,5 кГ/квт. Габариты (включая муфты сцепления): длина- 356 см, высота - 178 см, ширина - 256 см. Кпд генератора более 98%, тогда как кпд современных мощных коллекторных машин постоянного тока не более 94 – 95%.

Для токосъема используется эвтектический сплав натрия с калием (температура плавления - 12°С.

Рис. 49. Униполярный генератор фирмы General Electric на ток 150кА

На рис. 49 вырезана 1/8 часть корпуса, что позволяет хорошо видеть отдельные внутренние части генератора; внешний токосъем стальной ротор 2, стальной корпус статора 3, токосъемное кольцо 4, катушка возбуждения 5, медные выводные шины б, эластичная муфта сцепления 7.

Во избежание окислительных реакций химически активного сплава NaK корпус герметизирован, а его внутренняя полость заполнена сухим азотом под небольшим избыточным давлением над атмосферным. На валу имеются масляные уплотнения. Кроме основных подшипников, предусмотрены торцевые, не допускающие смещения вала вдоль оси. Эта предосторожность связана со спецификой конструкции токосъемного устройства: кольцо ротора 4 заходит в соответствующую канавку внешнего кольцевого токосъемника, так что между их поверхностями должен образоваться небольшой равномерный зазор который при работе заполняется сплавом NaK. Расчеты показывают, что для обеспечения минимальных электрических и механических потерь (от трения жидкометаллического сплава NaK) в контактном устройстве рассматриваемого генератора указанный зазор должен быть равен около 3 мм.

Интересно отметить, что в ранее рассмотренном импульсном униполярном генераторе фирмы Allis Chalmers (см. рис. 48) токосъемное устройство имело несколько иное конструктивное решение. Эксплуатация этого устройства не требовала ограничений на возможное в работе осевое перемещение ротора.

В генераторе фирмы GEC для замыкания магнитного потока имеются боковые кольцеобразные сердечники, в то время как торцевые крышки корпуса выполнены из немагнитного материала.

От токосъемных устройств ток проходит вдоль оси вращения к средним отводящим шинам через цилиндрические медные стержни, на которых, по-видимому, кренится внешнее токосъемное кольцо. Эти стержни размещены в пазах среднего сердечника наподобие компенсационной обмотки у коллекторных машин постоянного тока. Так как протекающие по ротору и статору токи имеют противоположные направления, то в результате достигается удовлетворительная компенсация реакции тока якоря.

Компенсационные стержни, внешние токосъемные кольца и отводящие шины надежно изолированы от корпуса. Ротор посредством специальной эластичной муфты сцепления изолирован от приводного двигателя (турбины).

Охлаждение генератора принудительное. Тепловая энергия из зоны контакта отводится сплавом NaK, который циркулирует по замкнутой системе, охлаждаясь в теплообменнике. Так как токосъемники имеют различные потенциалы, то для каждого устройства необходима отдельная циркуляционная система, изолированная от земли. Остальная тепловая энергия отводится из машины или при помощи охлаждения пустотелых проводников водой, или за счет циркуляции азота, находящегося в корпусе машины. Жидкостное охлаждение выводных шин позволяет существенно уменьшить их поперечное сечение.

Кроме рассмотренного генератора, фирма GEC изготовила генератор на ток 550кА и напряжение 45В при скорости вращения 1800 об/мин (его внешний вид см. на рис. 3). Генератор в отличие от рассмотренных выше двух конструкций имеет стояковые подшипники.

к оглавлению

Реальная физика Изобретения Никола Тесла FAQ по эфирной физике ТОЭЭ ТЭЦ

Знаете ли Вы, что только в 1990-х доплеровские измерения радиотелескопами показали скорость Маринова для CMB (космического микроволнового излучения), которую он открыл в 1974. Естественно, о Маринове никто не хотел вспоминать. Подробнее читайте в FAQ по эфирной физике.

НОВОСТИ ФОРУМА

Рыцари теории эфира