Литература -->  Производство газовых тканей 

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 [ 46 ] 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152

частоты в четырехполюспом альтернаторе (фиг. 7) требуется скорость вращения в два раза меньше, т. к. за период относительного перемещения проводников на двойное полюсное деление совершается полный цикл изменения эдс; следовательно, в данном случае, один полный оборот соответствует двум периодам изменения эдс. Если Г. п. т. имеет р пар полюсов, то, при вращепии машины со скоростью п об/м., наводимая эдс имеет

частоту f, равную

Так как электрическая угловая скорость (0=2 л f, а угловая скорость относительно

вращения якоря (Ом = то между этими двумя величинами получается соотношение: Т = г-п 30 = SO = p, или aj=p.<o/,

а отсюда следует, что поворот якоря по отношению к магнитной системе на угол а- соответствует изменению фазы электродвижущей силы на угол ар-а. Наведение эдс в якоре синхрон, машин обусловлено перемещением проводников в магнитном поле; при этом это наведение совершенно не зависит от того, двигаются ли проводники относительно неподвижной магнитной системы или сама магнитная система находится в движении, а якорь неподвижен. Поэтому синхронные машины могут выполняться: 1) с неподвижной магнитной системой и подвижным якорем и 2) с неподвижным якорем и вращающейся магнитной системой. Последний вид устройства получил наибольшее распространение, первый же тип применяется лишь в Г. п. т. небольшой мощности.

В Европе нормальной частотой переменного тока для осветительных и силовых установок является 50 пер/ск.; в Америке же за нормальную частоту принята частота в 60 пер/ск. В электрическ. тяге применяются токи частотой в 25,167з и 15 пер/ск. В старых установках встречаются Г. п. т. частотой в 42, 40, 20 и 120 пер/ск. В радиотехнике употребляются альтернаторы частотой тока от 500 до 30 ООО пер/ск. Альтернаторы, дающие переменные токи частотой от 500 до 2 000 пер/ск., принято называть Г. п. т. повышенной частоты. Машины, предназначаемые для образования перемен, токов больших частот (/> 10 000 пер/ск.), называются Г. п..т. высокой частоты. Современные альтернаторы нормальной частоты строятся с числом нар полюсов р от 1 до 40.

На фиг. 6 была приведена схема устройства однофазного Г. п. т. Альтернаторы могут служить также и для получения многофазных переменных токов, в частности двух- и трехфазного тока; с этой целью якорь альтернатора снабжается многофазной обмоткой. Двухфазный альтернатор по своему устройству отличается от однофазного Г. п. т. тем, что обмотка якоря его составлена из двух однофазных обмоток, сдвинутых по отношению друг к другу на половину полюсн. деления, или полюсного шага (фиг. 8). Вследствие такс-. го распололсения обмоток, наводимые в них эдс имеют сдвиг фаз в 90°, или разность фаз в v4 периода. Фазные обмотки двухфазного альтернатора м. б. совершенно разобщены,

и тогда якорь снабжается четырьмя выводными залсимами; в большинстве же случаев два конца фазных обмоток соединяются между собой электрически и образуют так наз. нулевую точку, или нейтраль (фиг. 9). В этом случае напряжение мелоду свободными концами, или междуфазное напряжение Е, равно геометрической сумме фазных напря-лений El и Ео. Если ЕЕ, то E=y2-Ei. Соединив электрически не концы, а середины двух однофазных обмоток, сдвинутых по отношению друг друга на половину полюсного деления, можно получить четы-рехфазную обмотку.



Фиг. 8.

Фиг. 9.

В трехфазных альтернаторах обмотка якоря состоит из трех однофазных обмоток, сдвинутых относительно друг друга на 7з полюсного деления. Так как нереме-щение обмоток относительно магнитной системы на два полюсных деления соответствует полному циклу изд1енегшя эдс, или 360 электрическим градусам, то, при вращении Г. п. т., в трех однофазных обмотках, смещенных друг относительно друга на 7з полюсного деления, наводятся эдс, отличаюпщеся по фазе на 120 электрическ. градусов, или на


Фиг. 10.

Va периода. Фазные обмотки трехфазн. альтернатора могут быть соединены в звезду или в треугольник. При соединении в звезду все начала или все концы обмоток соединяются электрически мелоду собою и образуют нулевую точку (фиг. 10). При таком способе соединения, в случае равенства Е1=Е=Е,.


Фиг. 11.

междуфазовое напряжение получается равным Е=]/3 El. На фиг. 11 изображена схема соединения обмоток в треугольник. В этом случае три однофазных обмотки якоря образуют замкнутую цепь, и только тогда, когда наводимые в калсдой обмотке эдс строго равны между собой и отличаются по фазе на 120°, результирующая эдс в замкнутой цени



обмоток равна нулю; в противном же случае по обмоткам долнен течь ток. Из схемы фиг. 11 легко усмотреть, что линейное напряжение, или напряжение на зажимах Г. п. т., равно фазному напряжению, т. е., при Ei=Ei=Es, E=Ey=Ei=Ez- Обычно соединение обмоток в треугольник применяется в Г. п. т. низкого напрянения при больших силах токов. Отдельные фазные обмотки могут состоять из нескольких параллельных ветвей.

Классификация генераторов переменного тона, I. По устройству магнитной системы различают: 1) Г. п. т. с не-подвинсной внешней магнитной системой и вращающимся внутри этой системы якорем; 2) Г. п. т. с неподвияным якорем, или статором, и вращающейся магнитной системой, или ротором.

1) Синхронные Г. п. т. с неподвижной магнитной системой и вращающимся якорем строились ранее мощностью до 1 ООО kVA; в настоящее время Г. п. т. подобного конструктивного типа выполняются мощностью не больше 150 kVA и напряжением не свыше 550 V. Обычной ле конструкцией для синхронных мапган является конструкция с неподвижным якорем и вращающейся магнитной системой. У таких машин значительно лучше


Фиг. 12.

разрешается вопрос о выводе тока, надлежащей изоляции и надежном механическом креплении обмоток.

2) Синхронные Г. п. т. с неподвижным якорем и вращающейся магнитной системой, в свою очередь, разделяются на следующие виды.

а) Машины с внешним якорем и внутренней магнитной системой: этот вид устройства является наиболее распространенным, и такая конструкция считается нормальной для современных синхронных машин. По этому типу строятся как тихоходные, так и быстроходные машины.

б) Машины с внешней магнитной системой и внутренним якорем: эта конструкция применяется в многонолюсных машинах, приводимых в движение от двигателей внутреннего сгорания. В тех случаях, когда маховик двигателя имеет большой диаметр, весьма рационально (с целью увеличения момента инерции) располагать магнитные полюсы на ободе маховика двигателя, а якорь располагать внутри магнитной системы. На фиг. 12 (размеры в жм) изображена схема устройства Г. п. т. подобной конструкции.

в) Машины индукторного типа: отличительной особенностью этих машин является то, что вращающаяся многополюсная маг-

нитная система снабжается одной общей обмоткой возбулодения. Для осуществления идеи применения одной общей обмотки для всех полюсов магнитной системы в синхронных генераторах переменного по.люсного типа приходится полюсным сердечникам придавать когтеобразный вид. Подобный тип магнитной системы применяется в настоя-niee время лишь в машинах специального назначения, например, в альтернаторах, служащих для питания радиоустановок и нагревательных и осветительных приборов на самолетах.

К индукторному типу синхронных машин принадлежат и машины, имеющие одноименно-полюсные магнитные системы (фиг. 13). Обмотка возбуждения этих машин неподвилс-на, а оси полюсной магнитной системы расположены в двух У плоскостях, перпендикулярных к оси вращения, при чем в каждой плоскости лелат оси одноименных полюсов. Якорь машины при тако.м устройстве магнитной системы состоит из двух частей; витки обмотки одной половины якоря находятся под действием лишь северных полюсов, а витки другой половины-под действием юлс-ных полюсов. При изучении кривой магнитной индукции в воздушном зазоре такой машины (фиг. 14) легко усмотреть, что значение индукции колеблется меиеду некоторым максимумом Вдд. (против выступа) и минимумом В (против впадины), при этом Вги составляет обычно от 0,3 до 0,4 В ах-Если взять виток, активные стороны которого отстоят друг от друга на расстоянии половины полюсного деления, то в каждой стороне его при движении витка будет наводиться эдс, пропорциональная магнитно!! индукции, а результирующая эдс витка будет равняться разности эдс, наводимых в калодой активной стороне витка. Таким образом, при движении витка будут происходить изменения эдс в пределах, пропорциональных -\-{Вгг,ах - ты) И -(Вах - тгп)

Такую машину можно уподобить машине с переменно-полюсной магнитной системой,


Фиг. 13.


вт.я

Фиг. 14.

имеющей число полюсов вдвое большее, чем у данной, и максимальную магнитную индукцию в воздушном зазоре

В =

Втпх - Btnln

при чем .В; аа. составлябт от 0,3 до 0,35 B ,-



В машинах, имеюших постоянно-полюсную магнитную систему, полный цикл изменения эдс происходит за период перемещения витка на V2 полюсного деления, поэтому прп вращении такой машины со скоростью м об/м. частота колебаний эдс получается

равной f = -i где р-число одноименных полюсов или число пар всех полюсов.

Синхро1П1ые машины индукторного типа в магнитном отношении используются очень слабо, что и является недостатком подобного рода машин. В последнее время машины индукторного тина нашли широкое распространение в радиотелеграфии в качестве Г. п. т. повышенной и высокой частоты (для f, равной от 500 до 30 000 нер/ск.). К категории маннш индукторного тина принадле-:кат такне и машины, в которых магнитная индукция, имеющая постоянное направление, подвергается колебаниям вследствие изменения магнитного сопротивления воздушного зазора при движении железного ротора, имеющего зубчатую наружную цилиндрическую поверхность. Подобные машины строятся для получения переменных токов звуковых частот.

г) Турбогенераторы: синхронные машины этого тина предназначаются для сцепления с паровыми турбинами, вращающимися обычно с большими скоростями. Магнитная система турбогенераторов в большинстве случаев не имеет явно выраженных полюсов; она состоит из цилиндрического тела, на поверхности которого делаются внадины для укладки обмотки возбуждения. В машинах, имеющих магнитную систему с неявно выраженными полюсами, воздушный зазор меладу поверхностями статора и ротора получается одинаковый, и распределение в нем магнитной индукции зависит от соответствующего распределения обмотки возбуждения по поверхности ротора.

И. По способу расположения вала синхронные машины разделяются на вертикальные и горизонтальные. В большинстве случаев машины делаются с горизонтальным распололением вала; с вертикальными валами Г. п. т. выполняются лишь в тех случаях, когда они предназначаются для привода от вертикальных водяных турбин.

1П. По способу защиты современные синхронные машины выполняются лишь трех видов: открытые, полузакрытые (защи-щенршю) и закрытые.

1)В машинах открытого типа вращающиеся и токопроводящие части не имеют специальных защитных приспособлений, и охлаждающий воздух имеет свободный доступ как для входа, так и для выхода. Подобная конструкция нахоДит примепе-пие в тихоходных синхронных машинах, а также в машинах небольшой мощности и средней скорости вращения.

2) Машины заш,ищенного типа имеют приспособления, благодаря к-рым затрудняется случайное соприкосновение или проникание внутрь машины посторонних тел. Загралсдения устраиваются т. о., чтобы охлалкдающий воздух создавал определен, поток, омЬшающий все нагревающиеся части

машины. К манпнам этого типа принадлежат быстроходные Г. п. т. малых и средних мощностей, а также машины, снабженные щитовыми подшипниковыми крышками.

3) Машины закрытого типа- устроены так. обр., что все токопроводящие и вращающиеся части заключены в закрытый колух, а подвод и отвод охлалсдающей среды (воздуха или другого .газа) производится через особые отверстия, посредством труб, каналов или ана.г[Огичных приспособлений. Подобная конструкция применяется во всех быстроходных машинах большой мощности, для охлаждения к-рых необходимы большие количества воздуха. В машинах закрытого типа подвод охлаждающего воздуха можно производить не из машинного зала, а из других помещершй или снаружи; благодаря этому обслуживающий персонал не подвергается неприятному действию циркуляции воздуха, и уменьшается шум машин. Кроме того, при работе с машинами закрытого типа имеется возмолсность регулировать темп-ру машинного помещения: это достигается тем, что выходящий из машины нагретый воздух по желанию можно отводить наружу (летом) или впускать в помещения, которые необходимо обогревать. Обычно подвод охлаждающей среды производится посредством каналов, устраиваемых в фундаментах.

1У. По способу о X л а л д е и и я современные синхронные машины разделяются на три категории:

1) С ее тес т в е н и Ы м о х л а ж д е и и-е м; в них охлаждение происходит от циркуляции воздуха, получающейся вследствие движения вращающихся частей машины. Этот способ охлаждения применяется в машинах открытого типа,имеющих большой диаметр и вращающихся с малой скоростью.

2) С самовентиляцией; в этих машинах охлаждение достигается посредством воздуха или газа, приводимого в движение посредством вентилятора или какого-либо другого приспособления, составляющего одно целое с вращающейся частью машины. Подобный способ охла1Кдения применяется для большинства синхронных машин и, в частности, в машинах полузакрытого или закрытого типа.

3) С посторонним охлаждением; в этих случаях охлаждающая среда (газ или жидкость) подается вентиляторами или насосами, работающими независимо от машины. Синхронные машины с водяным охлаждением строятся редко, и в настоящее время этим способом охлаждения перестают пользоваться. Применение постороннего вентилятора позволяет уменьшить потери на вентиляцию машины; к тому же вентилятор, приводимый в движение от по-стороннегб двигателя, можно выполнить с более высоким кид. Обычные вентиляторы, сидящие на валу синхронной машины, обладают весьма низким кпд, около 30%, тогда как отдельные вентиляторы конструируются более совершенно, и кпд в них достигает 60%. Увеличение кпд вентилятора имеет Весьма существенное значение для больших маЩин, где потери на вентиляцию могут достигать больших размеров. Одним из видов постороннего охла;кдения является



1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 [ 46 ] 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152