Електрогенератори

Для перетворення механічної енергії в електричну парові турбіни як і будь-які первинні двигуни (двигуни внутрішнього зго­ряння, гідравлічні, газові турбіни, вітрові двигуни, тощо) призна­чені для вироблення зазвичай електричного струму змінної частоти коливань. В якості генераторів використовують синхронні машини змінного струму, в яких кутова швидкість ротора при сталій час­тоті струму в приєднанній мережі зберігається сталою і не залежить від навантаження на валу машини. В промислових установках найбільше розповсюдження мають трифазні синхронні машини.

Трифазна синхронна машина складається з нерухомого ста­тора та обертального ротора, що знаходиться всередині статора, між якими існує повітряний зазір, радіальний розмір якого зале­жить від номінальної потужності машини і змінюється від частки до декількох десятків міліметрів (рис. 6.5).

Ротор уявляє собою електромагнітну систему сталого струму з обмоткою, яка має таку ж кількість полюсів що і трифазна об­мотка статора. Магнітні силові лінії обох полюсів ротора зами­каються через повітряний зазір машини і магнітопровід статора. Перетин магнітних силових ліній с певною частотою призводить до появи електричного струму.

Рис. 6.5. Будова трифазної синхронної машини з ротором:

а — неявнополюсними; б — явнополюсними;

1 — станина; 2 — магнітопровід статора; 3 — провідники

обмотки статора; 4 — повітряний зазір; 5 — полюс ротора;

6 — полюсний наконечник; 7 — провідники обмотки ротора;

8 — котушкова обмотка збудження; 9 — короткозамкнута

обмотка; 11 — струмознімальні щітки; 12 — вал.

Обмотка ротора, або обмотка збудження, одержує живлення від випрямлювана або невеликого генератора сталого струму збуджувача, потужність якого складає (0,5... 10)% номінальної по­тужності синхронної машини.

Швидкісні генератори за звичай безпосередньо з'єднанні з па­ровими турбінами на одному валу, що розраховані на 3000 або 1500 об/хв. при частоті струму 50 Гц.

Гідравлічні турбіни або двигуни внутрішнього згоряння та інші розраховують на частоту обертів 1500, 1000, 750 і менше обертів на хвилину при сталій частоті 50 Гц. Швидкість обертан­ня первинного двигуна розраховують за формулою

n = 60ƒ

p

де ƒ— частота змінного струму,

р — число пар полюсів.

Синхронні машини номінальною потужністю до 5 кВт іноді виготовляють в оберненому варіанті виконанні — з обмоткою збудження на статорі і трифазною обмоткою на роторі. Будову двох типів трифазної синхронної машини показано на рис. 6.5.