Какие применяются способы крепления полюсов в синхронных явнополюсных машинах

Какие применяются способы крепления полюсов в синхронных явнополюсных машинах

КОНСТРУКТИВНЫЕ ОСОБЕННОСТИ СИНХРОННЫХ МАШИН

Сердечник статора представляет собой полый цилиндр, набранный из отдельных листов электротехнической стали толщиной 0,5 мм. На внутренней поверхности этого цилинд­ра выштамповывают пазы для укладки обмотки якоря. Электротехническую сталь поставляют в виде листов или лент шириной не более 1 м. При внешнем диаметре сердечника менее 1 м его собирают из цельных кольцевых плас­тин, а при большем диаметре каждый кольцевой слой со­ставляют из Какие применяются способы крепления полюсов в синхронных явнополюсных машинах. Смотреть фото Какие применяются способы крепления полюсов в синхронных явнополюсных машинах. Смотреть картинку Какие применяются способы крепления полюсов в синхронных явнополюсных машинах. Картинка про Какие применяются способы крепления полюсов в синхронных явнополюсных машинах. Фото Какие применяются способы крепления полюсов в синхронных явнополюсных машинахотдельных пластин, называемых сегментами (рис. 3). Сердечник размещают в станине (корпусе) ста­тора.

По выполнению ротора машины подразделяются на явнополюсные и неявнополюсные.

Какие применяются способы крепления полюсов в синхронных явнополюсных машинах. Смотреть фото Какие применяются способы крепления полюсов в синхронных явнополюсных машинах. Смотреть картинку Какие применяются способы крепления полюсов в синхронных явнополюсных машинах. Картинка про Какие применяются способы крепления полюсов в синхронных явнополюсных машинах. Фото Какие применяются способы крепления полюсов в синхронных явнополюсных машинах

Обмотку возбуждения в мощных машинах для лучшего охлаждения выполняют из неизолированных медных шин большого сечения, намотанных на ребро. Между соседними витками укладывают изоляционные прокладки, пропитан­ные в смоле. Катушку запекают и устанавливают на полю­се, на который по периметру предварительно наносят корпусную изоляцию. В машинах небольшой мощности катуш­ки обмотки возбуждения выполняют из изолированных проводников прямоугольного или круглого сечения.

Какие применяются способы крепления полюсов в синхронных явнополюсных машинах. Смотреть фото Какие применяются способы крепления полюсов в синхронных явнополюсных машинах. Смотреть картинку Какие применяются способы крепления полюсов в синхронных явнополюсных машинах. Картинка про Какие применяются способы крепления полюсов в синхронных явнополюсных машинах. Фото Какие применяются способы крепления полюсов в синхронных явнополюсных машинах

На полюсах ротора часто укладывают демпферную об­мотку. Ее размещают в пазах полюсных наконечников. Медные стержни этой обмотки, уложенные в пазы, по тор­цам замыкают пластинами или кольцами так, что образу­ется клетка. Демпферные обмотки делятся на продоль­ные и продольно-поперечные.

Демпферная обмотка выполняет ряд функций. В гене­раторах она ослабляет влияние несимметричной нагрузки и снижает амплитуду колебаний ротора, возникающих в не­которых случаях при параллельной работе. В двигателях она является пусковой обмоткой, а также снижает амплитуду колебаний ротора при пульса­ции нагрузки.

Явнополюсные роторы применяют в машинах большой мощности с относительно низкой частотой вращения, т. е. имеющих большое число полюсов. Синхронные машины с явнополюсным ротором и горизонтальным валом широко используют в качестве двигателей и генераторов. Общий вид ротора явнополюсной машины показан на рис. 7. Существует специальный класс синхронных явнополюсных генераторов с вертикальным валом, предназначенных для непосредственного Какие применяются способы крепления полюсов в синхронных явнополюсных машинах. Смотреть фото Какие применяются способы крепления полюсов в синхронных явнополюсных машинах. Смотреть картинку Какие применяются способы крепления полюсов в синхронных явнополюсных машинах. Картинка про Какие применяются способы крепления полюсов в синхронных явнополюсных машинах. Фото Какие применяются способы крепления полюсов в синхронных явнополюсных машинахсоединения с гидравлическими турбинами. Такие генераторы называются гидрогенераторами (рис. 8).

Какие применяются способы крепления полюсов в синхронных явнополюсных машинах. Смотреть фото Какие применяются способы крепления полюсов в синхронных явнополюсных машинах. Смотреть картинку Какие применяются способы крепления полюсов в синхронных явнополюсных машинах. Картинка про Какие применяются способы крепления полюсов в синхронных явнополюсных машинах. Фото Какие применяются способы крепления полюсов в синхронных явнополюсных машинах

Для уменьшения потерь в пяте между ее трущимися поверхностями (пяты и собст­венно подпятника) создается слой смазки достаточной тол­щины.

Для восприятия радиальных усилий, действующих на ротор гидрогенератора, на его валу устанавливают один или два направляющих подшипника. Один подшипник устанавливают при жестком фланцевом соединении валов гидрогенератора и турбины. Вторым направляющим под­шипником в этом случае является направляющий подшип­ник турбины. Подпятник и направляющие подшипники размещаются на крестовинах, которые служат для восприятия и передачи вертикальных и радиальных усилий на фунда­мент или на корпус статора. Различают верхнюю и ниж­нюю крестовины.

В зависимости от расположения подпятника гидрогене­раторы подразделяются на подвесные и зонтичные. В под­весном гидрогенераторе (рис. 9, а) подпятник расположен над ротором на верхней крестовине и весь агрегат «подвешен» к этой крестовине и к подпятнику.

Какие применяются способы крепления полюсов в синхронных явнополюсных машинах. Смотреть фото Какие применяются способы крепления полюсов в синхронных явнополюсных машинах. Смотреть картинку Какие применяются способы крепления полюсов в синхронных явнополюсных машинах. Картинка про Какие применяются способы крепления полюсов в синхронных явнополюсных машинах. Фото Какие применяются способы крепления полюсов в синхронных явнополюсных машинах

В зонтич­ном гидрогенераторе подпятник расположен на нижней крестовине (рис. 9, б) или на крышке турбины и генера­тор в виде зонта находится над подпятником. При зонтич­ном исполнении гидрогенератор имеет меньшие массу и вы­соту, чем при подвесном исполнении, за счет уменьшения размеров верхней крестовины, имеющей больший диаметр, чем нижняя.

Механическая прочность различных деталей гидрогене­раторов рассчитывается по так называемой угонной часто­те вращения, которая в 2-3 раза больше номинальной и может иметь место в результате разгона ротора при ава­рийном отключении генератора от сети.

Неявнополюсные роторы (рис. 10 и 11) применя­ют в синхронных машинах большой мощности, имеющих частоту вращения п = 1500÷3000 об/мин. Изготовление ма­шин большой мощности с такими частотами вращения при явнополюсной конструкции ротора невозможно по услови­ям механической прочности ротора и крепления полюсов и обмотки возбуждения.

Какие применяются способы крепления полюсов в синхронных явнополюсных машинах. Смотреть фото Какие применяются способы крепления полюсов в синхронных явнополюсных машинах. Смотреть картинку Какие применяются способы крепления полюсов в синхронных явнополюсных машинах. Картинка про Какие применяются способы крепления полюсов в синхронных явнополюсных машинах. Фото Какие применяются способы крепления полюсов в синхронных явнополюсных машинах

Из-за больших центробежных сил, действующих на об­мотку возбуждения, ее крепление в пазах производят с по­мощью немагнитных металлических клиньев. Немагнитные клинья ослабляют магнитные потоки пазового рассеяния, которые могут вызывать насыщение зубцов и приводить к уменьшению полезного потока. Пазы большого зубца за­крывают магнитными клиньями. Лобовые части обмотки закрепляют роторными бандажами. Обмотка ротора имеет изоляцию класса В или F. Выводы от обмотки возбуждения подсоединяют к контактным кольцам на роторе.

Вдоль оси ротора по всей его длине просверливают цент­ральное отверстие, которое служит для исследования ма­териала центральной части поковки и для разгрузки по­ковки от опасных внутренних напряжений. На рис. 12 дан общий вид турбогенератора. В турбогенераторах функ­цию демпферной обмотки выполняют массивное тело рото­ра и клинья.

Источник

Явнополюсные и неявнополюсные синхронные машины

Практически все синхронные машины имеют одинаковое конструктивное исполнение. Одной из их важнейших характеристик является полюсность. Она определяется конструктивными параметрами устройства.

Явнополюсные и неявнополюсные синхронные машины

Чтобы понять, как устроены явнополюсная и неявнополюсная синхронные машины необходимо знать из чего состоит их конструкция. Она включает в себя неподвижный элемент – статор, представлящий собой корпус, внутри которого размещен цилиндрический сердечник с тонкими пластинами, а также пазами, предназначенными для укладки обмотки статора. Сердечник с обмоткой называют якорем. В середине статора расположен ротор и именно он определяет тип машины: явнополюсный или неявнополюсный. На изображении визуально видны их отличия:

Какие применяются способы крепления полюсов в синхронных явнополюсных машинах. Смотреть фото Какие применяются способы крепления полюсов в синхронных явнополюсных машинах. Смотреть картинку Какие применяются способы крепления полюсов в синхронных явнополюсных машинах. Картинка про Какие применяются способы крепления полюсов в синхронных явнополюсных машинах. Фото Какие применяются способы крепления полюсов в синхронных явнополюсных машинах

Явнополюсной ротор синхронной машины и неявнополюсный

Уже понятно, какая синхронная машина называется явнополюсной и как она выглядит. Теперь необходимо понять, где применяются явнополюсные роторы в синхронных машинах. Они применяются на низких частотах вращения, например, в гидрогенераторах. Как правило, их используют в агрегатах с 4 полюсами и более. Обмотку возбуждения в таком исполнении создают в виде цилиндрических катушек, которые устанавливают на сердечниках полюсов и фиксируют с помощью полюсных наконечников. Машины с таким исполнением ротора широко используются в качестве дизель-генераторов.

Какие применяются способы крепления полюсов в синхронных явнополюсных машинах. Смотреть фото Какие применяются способы крепления полюсов в синхронных явнополюсных машинах. Смотреть картинку Какие применяются способы крепления полюсов в синхронных явнополюсных машинах. Картинка про Какие применяются способы крепления полюсов в синхронных явнополюсных машинах. Фото Какие применяются способы крепления полюсов в синхронных явнополюсных машинах

Что касается представителей неявнополюсных машин, то самыми популярными являются турбогенераторами, которые, как правило, используются для соединения с паровыми турбинами.

Источник

Устройство синхронных машин

Синхронной называется машина переменного тока, ротор которой вращается с частотой, равной частоте вращения магнитного поля статора. Частота вращения синхронной машины в установившемся режиме не зависит от ее нагрузки и определяется частотой тока сети ƒ числом пар полюсов р машины: n = 60ƒ/р. Синхронные машины выпускаются с двумя типами роторов: явнополюсными и неявнополюсными.

Какие применяются способы крепления полюсов в синхронных явнополюсных машинах. Смотреть фото Какие применяются способы крепления полюсов в синхронных явнополюсных машинах. Смотреть картинку Какие применяются способы крепления полюсов в синхронных явнополюсных машинах. Картинка про Какие применяются способы крепления полюсов в синхронных явнополюсных машинах. Фото Какие применяются способы крепления полюсов в синхронных явнополюсных машинах
Рис. 84. Синхронная машина:
1 — сердечник статора; 2 — обмотка статора; 3 — полюс ротора; 4 — контактные кольца; 5 — подшипниковый щит; 6 — подшипник (корпус); 7 — вал; 8 — станина.

В станину синхронной машины с явнополюсным ротором запрессован сердечник 1 статора, в пазах которого уложена трехфазная обмотка 2 (рис. 84). В расточке сердечника статора размещен ротор. На валу явнополюсного ротора укреплены полюса 3 с обмотками возбуждения. Питание к обмоткам возбуждения подводится с помощью щеток и колец 4, изолированных от вала и друг от друга. Вал 7 опирается на подшипники 6, расположенные в подшипниковых щитах 5.

Явнополюсные роторы применяют при сравнительно невысоких частотах вращения синхронных машин (до 1500 об/мин) (рис. 85, а). Станина 13 имеет цилиндрическую форму и изготовляется литьем из серого чугуна, силумина. Внутри станина имеет продольные ребра 14, между которыми запрессован с помощью нажимных колец 10, пальцев 11 и шпилек 15 сердечник статора 12.

Сердечник статора изготовляют шихтовкой листов, штампованных из электротехнической стали толщиной 0,5 мм. Внешняя окружность листов имеет выступы или впадины для фиксации их в ребрах станины при сборке. По внутренней окружности заготовок сердечников равномерно предусмотрены пазы, в которых располагают активные проводники обмотки 9 статора. При сборке сердечника между пакетами 12 прокладывают листы с приваренными дистанционными прокладками, образующими вентиляционные каналы.

Сердечник явнополюсного ротора состоит из полюсов 5 и ярма 2, укрепленных на корпусе 16 (рис. 85, а). Полюса набирают из листов стали толщиной 1 — 1,5 мм и прессуют между литыми или кованными нажимными щеками 4 с помощью шпилек 15.

Ярма роторов машин малой и средней мощности выполняют массивными. В этом случае полюсы крепят к ярму радиальными болтами. В машинах большой мощности ярма выполняют шихтованными из штампованных листов стали СтЗ толщиной до 6 мм. Из листов образуют пакеты 2, разделенные каналами 3, и прессуют их стяжными шпильками. Полюсы соединяют с ярмом креплением Т-образных хвостовиков 18 в пазах ярма клиньями 17. На каждом полюсе установлена катушка 6 обмотки возбуждения. Выводы 1 от обмотки возбуждения соединены с контактными кольцами (не показаны).

В круглых пазах на поверхности полюсов уложены стержни 8 проводников успокоительной (демпферной) обмотки ротора, замкнутые на торцах накоротко кольцами 7.

Неявнополюсный ротор представляет собой цельную массивную цилиндрическую поковку, в которой сердечник ротора совмещен с валом (рис. 85, б). Для изготовления ротора (если его диаметр не превышает 800 мм) применяют углеродистую сталь. При больших размерах для повышения механической прочности конструкции используют специальную легированную сталь.

Неявнополюсный ротор (рис. 85, б) подвергается обработке, в процессе которой высверливается осевой канал 27, который необходим для контроля качества поковки и уменьшения внутренних напряжений в металле. Наружная поверхность бочки 25 имеет винтовую канавку глубиной и шириной около 5 мм для улучшения условий охлаждения. По образующим активной части профрезерованы пазы 19 и осевой охладительный канал 21 в большом зубе 26, свободном от обмотки. Пазы 19 с обмоткой 6 и аксиальные каналы забиты клиньями 20, которые держат обмотки. Выводы обмотки возбуждения соединены с контактными кольцами 24. Лобовые части обмотки укреплены бандажами 22 из высокопрочной немагнитной стали. Бандажи охватывают центрирующие кольца 23, которые выполняют упругими.

Источник

Содержание материала

Полюсы роторов гидрогенераторов (рис. 9-52) принципиально ничем не отличаются от полюсов роторов других типов синхронных машин, и их сердечники могут выполняться как шихтованными, так и массивными. В первом случае сердечник полюса собирается из шихтованных листов, обычно не лакируемых, толщиной от 0,5 до 2 мм (чем выше окружная скорость, тем больше толщина листа), стягиваемых шпильками и нажимными щеками (рис. 9-53), торцевая поверхность которых выполняется закругленной (с одним радиусом, если ширина сердечника менее 250 мм, и с двумя, если ширина более 250 мм).

Переход прямой части сердечника к закругленyой щеке осуществляется в виде скоса или ступенчатым. Если катушка полюса — сварная прямоугольной формы, то и щеки выполняются без закруглений.
Листы полюсов, как правило, не лакируются: сопротивления оксидной пленки достаточно для их изоляции.
Какие применяются способы крепления полюсов в синхронных явнополюсных машинах. Смотреть фото Какие применяются способы крепления полюсов в синхронных явнополюсных машинах. Смотреть картинку Какие применяются способы крепления полюсов в синхронных явнополюсных машинах. Картинка про Какие применяются способы крепления полюсов в синхронных явнополюсных машинах. Фото Какие применяются способы крепления полюсов в синхронных явнополюсных машинах
Рис. 9-53. Различные виды крепления полюсов ротора: а — болтовые (винтовые); б — с помощью хвостов; в — гребенчатые; г — немагнитные вставки и шайбы
Крепление полюса к ободу может осуществляться винтами или болтами (рис. 6-1,5 и 9-53, а) с помощью «гребенки».

(Вообще говоря, можно иметь шихтованным только полюсный башмак и закреплять его на массивном сердечнике любым из указанных способов.) В очень быстроходных машинах сердечники полюсов могут быть откованы как одно целое с ободом, а башмаки закрепляются на них после установки катушек (рис. 9-53). Для уменьшения рассеяния полюсов, особенно если полюсное деление невелико, желательно уменьшение кромки полюсного башмака, однако ее минимальный размер ограничивается половиной ширины обмотки. Чтобы закрепить обмотку возбуждения, в этих случаях делают немагнитные массивные вставки в полюсные башмаки или кладут под башмаки немагнитную шайбу (рис. 9-53, г).
Массивные цельные полюсы довольно широко применяются в мощных гидрогенераторах и синхронных компенсаторах при больших зазорах (когда увеличением поверхностных потерь можно пренебречь). Преимущества их с точки зрения прочности очевидны, однако допустимая несимметрия тока при этом ограничивается, а стоимость может превышать стоимость шихтованного сердечника. Специальная демпферная обмотка в этом случае не нужна, требуется лишь установка соединения между башмаками.
Изоляция сердечника полюса выполняется в виде гильзы из стеклотекстолита или другого изоляционного материала, изоляция катушки — в виду двух шайб из механически прочного материала (под них дополнительно устанавливаются металлические шайбы) толщиной не менее 12 мм в наиболее тонком месте.
Какие применяются способы крепления полюсов в синхронных явнополюсных машинах. Смотреть фото Какие применяются способы крепления полюсов в синхронных явнополюсных машинах. Смотреть картинку Какие применяются способы крепления полюсов в синхронных явнополюсных машинах. Картинка про Какие применяются способы крепления полюсов в синхронных явнополюсных машинах. Фото Какие применяются способы крепления полюсов в синхронных явнополюсных машинах
Рис. 9-54. Специальный профиль меди роторных катушек гидрогенераторов, облегчающий намотку: с = 6 мм, d = 2 мм; l= 0,4 b; а= (0,82:0,84).

Катушки полюсов гидрогенераторов наматывают из плоской меди толщиной от 2 до 15 мм на ребро; чаще всего для катушек с поверхностным охлаждением применяют профильную медь (рис. 9-54), в которой на углах катушки естественное утолщение внутреннего края полосы при изгибе не увеличивает благодаря скосу общей высоты катушки, а скос на наружном крае увеличивает поверхность охлаждения.

Для увеличения изоляционной прочности верхние и нижние витки катушек часто полностью изолируют стеклолакотканью. Межвитковая изоляция выполняется из асбестовой бумаги толщиной 0,3—0,5 мм, приклеиваемой к виткам на лаке с последующей запечкой всей катушки под прессом.
Какие применяются способы крепления полюсов в синхронных явнополюсных машинах. Смотреть фото Какие применяются способы крепления полюсов в синхронных явнополюсных машинах. Смотреть картинку Какие применяются способы крепления полюсов в синхронных явнополюсных машинах. Картинка про Какие применяются способы крепления полюсов в синхронных явнополюсных машинах. Фото Какие применяются способы крепления полюсов в синхронных явнополюсных машинах
Рис. 9-55. Конструкция междуполюсного соединения: а — тихоходных ‘машин; б, в — быстроходных машин

В последние годы применяется изоляция витков катушки стеклолакотканью, наматываемой на каждый виток вполнахлеста, с пропиткой лаком и запеканием под прессом. После запекания изоляция с наружной стороны катушки срезается для улучшения теплоотдачи.

При необходимости форсировать охлаждение катушки ротора применяют специальные вставки между полюсами 9, повышающие скорость воздуха, омывающего поверхность катушек, устраивают дополнительный обдув внутренней поверхности катушки, для чего ее отставляют от сердечника и часть охлаждающего воздуха направляют в этот канал.
Наибольший выигрыш даст устройство поперечных каналов внутри витков или между витками катушки (рис. 9-36, в). Воздух в эти каналы поступает из зазора между катушкой и сердечником полюса, в который он попадает из радиальных каналов обода ротора. Каналы между витками образуются с помощью дистанционных прокладок, каналы в витках — путем изготовления каждого витка из двух медных полос: плоской и периодического профиля. Катушка в этом случае делается прямоугольной, сварной.

В особо высокоиспользованных машинах применяется непосредственное охлаждение катушки полюса водой. Катушки в этом случае наматываются из прямоугольной медной трубки (рис. 9-36, г).
Какие применяются способы крепления полюсов в синхронных явнополюсных машинах. Смотреть фото Какие применяются способы крепления полюсов в синхронных явнополюсных машинах. Смотреть картинку Какие применяются способы крепления полюсов в синхронных явнополюсных машинах. Картинка про Какие применяются способы крепления полюсов в синхронных явнополюсных машинах. Фото Какие применяются способы крепления полюсов в синхронных явнополюсных машинах
Рис. 9-56. Различные способы крепления витков катушек ротора с помощью распорок: а — распорка, опирающаяся на кромки башмака; б—г — распорки, притянутые к ободу ротора с помощью болтов; д — распорка, крепящаяся с помощью хвоста; е — крепление катушки скобой
Соединения катушек выполняются гибкими в виде пакетов листовой бронзы, припаиваемых к крайним виткам катушки. Контактная поверхность должна, быть не меньше 10-кратного сечения витка. Междуполюсные соединения удерживаются специальными креплениями (рис. 9-55). В быстроходных гидрогенераторах катушки удерживаются от смещения специальными междуполюсными распорками или скобами (рис. 9-56). В радиальном направлении катушки удерживаются пружинами, заложенными в пазы обода ротора и упирающимися в стальную нижнюю шайбу. В ряде гидрогенераторов эти шайбы привариваются к сердечнику.
Выводные концы катушки возбуждения соединяются с шинами токоподвода, проходящими по остову ротора и валу до контактных колец. Шины изолированы микалентой и покровной лентой, их крепление па роторе осуществляется с помощью изоляционных колодок. Контактные кольца устанавливаются обычно на остове звездообразной формы.
Соединение демпферных обмоток соседних полюсов осуществляется также с помощью гибких перемычек, устанавливаемых на болтах. В быстроходных генераторах это соединение крепится к ротору с помощью оттяжек, а короткозамыкающие полосы демпферной обмотки дополнительно укрепляются на полюсе с помощью болтов и штифтов (рис. 9-57). Во избежание

ослабления болтов их головки и гайки шплинтуются специальными шайбами. В машинах с особо тяжелыми условиями работы демпферных обмоток соединения привариваются к короткозамыкающим полосам.
К особенностям конструкции вертикальных гидрогенераторов необходимо отнести крестовины, воспринимающие большие осевые и радиальные нагрузки. Их конструкция определяется общей компоновкой гидрогенератора (а также условиями его эксплуатации) и воспринимаемыми нагрузками.
Какие применяются способы крепления полюсов в синхронных явнополюсных машинах. Смотреть фото Какие применяются способы крепления полюсов в синхронных явнополюсных машинах. Смотреть картинку Какие применяются способы крепления полюсов в синхронных явнополюсных машинах. Картинка про Какие применяются способы крепления полюсов в синхронных явнополюсных машинах. Фото Какие применяются способы крепления полюсов в синхронных явнополюсных машинах
Рис. 9-57. Типы соединений и креплений демпферных обмоток гидрогенераторов и синхронных компенсаторов: а — тихоходного гидрогенератора; б — быстроходного гидрогенератора; в, г — синхронного компенсатора при штрихованных и массивных полюсах

Опорные крестовины, поддерживающие подпятник, в подвесных гидрогенераторах могут быть лучевого или мостового типа, а также крестообразные. Две последние модификации могут выполняться неразъемными (рис. 9-58). Мостовые крестовины длиной до 13 м могут перевозиться по железной дороге. Ограниченное применение мостовых крестовин объясняется их меньшей по сравнению с лучевыми поперечной жесткостью.
В зонтичных гидрогенераторах нижние опорные крестовины, так же как верхние крестовины подвесных генераторов, могут быть мостовыми (при малых нагрузках и пролетах) или лучевыми со встроенной в крестовину или расположенной на ней масляной ванной (рис. 9-59, а и б).
Верхние крестовины зонтичных гидрогенераторов по конструкции подобны верхним крестовинам подвесных гидрогенераторов, но значительно легче их, так как не воспринимают нагрузки от подпятника.

Какие применяются способы крепления полюсов в синхронных явнополюсных машинах. Смотреть фото Какие применяются способы крепления полюсов в синхронных явнополюсных машинах. Смотреть картинку Какие применяются способы крепления полюсов в синхронных явнополюсных машинах. Картинка про Какие применяются способы крепления полюсов в синхронных явнополюсных машинах. Фото Какие применяются способы крепления полюсов в синхронных явнополюсных машинах

В таких компоновках требуется обеспечить чрезвычайно высокую надежность генератора и полную автоматизацию его работы, так чтобы обслуживание требовалось значительно реже.
Одним из наиболее сложных узлов вертикального гидрогенератора является подпятник, нагруженный как весом роторов генератора и турбины, так и вертикальной составляющей давления воды на рабочее колесо турбины. Подпятник состоит из вращающейся втулки с диском (пята) и неподвижных опорных подушек (собственно подпятник).
Для нормальной работы подпятника необходимо, чтобы между неподвижной и вращающейся частью всегда осуществлялось жидкостное трение; граничное и полусухое трение возможно только в режимах пуска и остановки, причем в особо тяжело нагруженных подпятниках в этих режимах на поверхность трения подается масло под давлением.
Какие применяются способы крепления полюсов в синхронных явнополюсных машинах. Смотреть фото Какие применяются способы крепления полюсов в синхронных явнополюсных машинах. Смотреть картинку Какие применяются способы крепления полюсов в синхронных явнополюсных машинах. Картинка про Какие применяются способы крепления полюсов в синхронных явнополюсных машинах. Фото Какие применяются способы крепления полюсов в синхронных явнополюсных машинах
Рис. 9-60. Верхняя лучевая крестовина зонтичного гидрогенератора: а — с направляющим подшипником; б — без направляющего подшипника
Какие применяются способы крепления полюсов в синхронных явнополюсных машинах. Смотреть фото Какие применяются способы крепления полюсов в синхронных явнополюсных машинах. Смотреть картинку Какие применяются способы крепления полюсов в синхронных явнополюсных машинах. Картинка про Какие применяются способы крепления полюсов в синхронных явнополюсных машинах. Фото Какие применяются способы крепления полюсов в синхронных явнополюсных машинах
Рис. 9-61. Компоновка лучевой верхней крестовины гидрогенератора подвесного типа
1 — возбудитель, 2 — контактные кольца
Для обеспечения жидкостного трения необходимо, чтобы между диском и опорными подушками существовала масляная пленка, толщина которой значительно превосходила бы погрешности обработки поверхностей трения. При работе подпятника (как и любого подшипника) масляный слой находится в состоянии динамического равновесия: силой сцепления между диском и маслом последнее засасывается между поверхностями трения и растекается там во все стороны под давлением нагрузки. опытным данным, подпятники с самосмазкой работают удовлетворительно, если средняя нагрузка на поверхности трения составляет 40—70 кгс/см2 (последнее число относится к подпятникам со специальным покрытием). При пуске давление от веса роторов турбины и генератора обычно не превосходит 25 кгс/см2.

Для обеспечения образования масляной пленки поверхности трения должны располагаться не параллельно, а под небольшим углом друг к другу, что достигается установкой опорной подушки на шарнирной опоре или на пружинном основании, причем опора смещается относительно геометрического центра подушки по направлению вращения на 5—8% ширины подушки.
В табл. 9-10 приведены данные наиболее крупных подпятников гидрогенераторов.

Таблица 9-10
Основные данные подпятников производства завода «Электросила»

Диаметр по подушкам, м

Линейная скорость на среднем диаметре,
м/сек

Источник

Синхронные машины

Рис.22 Распределение магнитной индукции в воздушном зазоре явнополюсной СМ

Рис 23. Распределение магнитной индукции в воздушном зазоре неявнополюсной СМ

Рис. 24 Временные векторы диаграммы МДС СГ

Рис. 26 Схема замещения и векторная диаграмма неявнополюсного СГ
при резистивно-индуктивной нагрузке

Рис. 27 Векторная диаграмма СГ при резистивной нагрузке

Если нагрузка генератора имеет емкостной характер, то угол отрицателен и напряжение на зажимах синхронного генератора больше ЭДС ( рисунок 28 ). (9)

Рис. 28 Векторная диаграмма СГ при резистивно-емкостной нагрузке

П3 Энергетическая диаграмма синхронного генератора
Рассмотрим энергетическую диаграмму, показывающую соотношения между различными мощностями в синхронном генераторе в процессе того, как механической энергии приводного двигателя синхронного генератора преобразуется в электрическую энергию, отдаваемую генератором в сеть. (рис. 29)

Рис.29 Энергетическая диаграмма СГ

Разные типы синхронных генераторов имеют разные соотношения между потерями мощности. Механические потери и потери в стали будут выше у машин высокооборотных. Потери на возбуждение тем больше, чем выше число полюсов машины.

Вопросы для самоконтроля?
1. За счет чего формируют синусоиду поля индуктора в синхронных генераторах? (1,2)
2. На какой угол отстает МДС синусоиды поля статора от МДС ротора? (3)
3. Какие составляющие имеет результирующая МДС в зазоре СГ?(4)
4. Что называют реакцией якоря СГ? (5)
5. Что называют потоком реакции якоря СГ? (6)
6. Какие функции выполняют элементы эквивалентной схемы СГ? (7)
7. Как ориентируют векторы МДС ротора и реакции якоря на векторных диаграммах СГ? (8)
8. В каких случаях напряжение на зажимах синхронного генератора больше чем ЭДС холостого хода? (9)

Рис. 30Упрощенная эквивалентная схема и векторная диаграмма СГ

Рис.31.Векторная диаграмма и V-образные характеристики СГ

Действительно, как следует из формулы электромагнитной мощности

Рис. 33 Характеристика холостого хода синхронного генератора

Рис. 34 Характеристика симметричного короткого замыкания СГ

Рис. 35 Внешние характеристики СГ

Рис. 36 Регулировочные характеристики СГ

Очевидно, что характер нагрузки определяет вид регулировочных характеристик.
Вопросы для самоконтроля.
1. Что такое нормальная характеристика холостого хода синхронного генератора? (1)
2. Как определяют спрямленную, насыщенную, и спрямленную, ненасыщенную характеристики холостого хода? (2)
3. Почему характеристика симметричного короткого замыкания СГ представляет собой прямую линию? (3)
4. Что такое отношение короткого замыкания? (4)
5. Как индуктивное сопротивление СМ по продольной оси связано с отношением короткого замыкания? (5)
6. Что такое внешние характеристики СГ? (6)
7. Какие характеристики синхронного генератора называются регулировочными? (7)
§4 Характеристики синхронных двигателей
П1 Упрощенная векторная диаграмма неявнополюсного перевозбужденного синхронного двигателя
Расположим вектор магнитодвижущих сил ротора влево вдоль оси абсцисс ( рисунок 37).

Рис.37 Векторная диаграмма перевозбужденного синхронного двигателя

Рис. 38 V-образные характеристики синхронного двигателя

Поэтому, также как генератор, перевозбужденный синхронный двигатель является для сети емкостной нагрузкой. (2) На рисунке 38 представлены V-образные характеристики синхронного двигателя для трех значений электромагнитной мощности. Пунктирной линией отмечена граница устойчивости работы. Линии, проходящей через минимумы кривых, соответствует коэффициент мощности равный единице. Видно, что нагруженный синхронный двигатель может работать только при достаточном возбуждении ротора.
Возможность работы синхронного двигателя с опережающим коэффициентом мощности широко используются в промышленности. Для целей улучшения коэффициента мощности сети изготовляют специальные электрические машины, называемые синхронными компенсаторами. Синхронный компенсатор представляет собой перевозбужденный синхронный двигатель, работающий без нагрузки на валу с большим емкостным током. (3)
П3 Рабочие характеристики синхронных двигателей
Рабочими характеристиками синхронного двигателя называю зависимость основных эксплуатационных параметров режима работы от развиваемой механической мощности. (4)Основными эксплуатационными параметрами, характеризующие режим работы двигателя являются ток статора, потребляемая двигателем мощность, момент на валу, частота вращения ротора, коэффициент мощности и кпд.(5)

Рис.39 Рабочие характеристики СД

Источник

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *