в движение паровыми и водяньпли турбинами. Максимальные значения мощностей современных Г. п. т. приведены в табл. 1.

Табл. 1.-П ределы мощности построенных Турбо- и гидрогенераторов.

Скорость вращения

Турбогенераторы: 3 ООО об/м. 1 800 1 500 1 200

Гидрогенераторы: 500-300 об/м. 150- 75

Мощность в kVA

50 ООО 88 ООО 100 ООО 160 ООО

50 ООО 65 ООО

Наибольшая мощность Г. п. т., приводимых в движение двигателями Дизеля, в настоящее время 13 000 kVA.

Развитие генераторсстроения в СССР. Производство турбогенераторов в СССР сосредоточено на з-де Электросила в Ленинграде.

После всестороннего изучения вопроса о наиболее целесообразном типе турбогенератора для производственных и эксплоатаци-онных условий в СССР, завод Электросила остановился на типе, близком к конструкции Броун-Бовери, характеризуемом применением массивного ротора с фрезиро-ванными пазами для обмотки возбуясдения и двусторонней радиальной вентиляцией. Главнейшие преимущества массивного ротора: а) напряжения в поковке массивного ротора, при прочих равных условиях, меньше, чем в роторе со вставными зубцами; б) массивный ротор проще по конструкции, дешевле в производстве и удобнее для ремонта; в) энергия, потребная для возбуждения, при прочих равных условиях, для массивного ротора меньше, так как он имеет преимущества в магнитном и в электрическом отношении перед ротором со вставными зубцами. Двусторонняя радиальная вентиляция имеет преимущества перед другими системами в отношении минимума гидравлического сопротивления и одинакового нагрева воздуха по отдельным струям. Вентиляция железа статора особенно активна, благодаря специальной конструкции (завода Электросила ) воздухопроводов встаторном железе.

Строящаяся в настоящее время на заводе Электросила серия турбогенераторов имеет 7 диаметров и дает, благодаря вариации длин, 18 типов по мощности. При проектировании серии были учтены современные достижения в области турбогенераторострое-ния на Западе. Сравнение серии турбогенераторов завода Электросила с наилучшими заграничными сериями приводит к следующим выводам: 1) машинные постоянные для русской новой серии машин мало разнятся от машинных постоянных заграничных серий; 2) разница в весах для турбогенераторов относительно малых мощностей (до 5 ООО kVA) объясняется применением за границей сварных корпусов и весьма тонкостенного чугунного литья; 3) кпд турбогенераторов завода Электросила , по испытаниям согласно нормам, выше гарантируемых заграничными заводами на 0,5 -1,0%.

Постройка гидрогенераторов производится на заводах Электросила и харьковском электромеханическом. За последние годы большинство гидрогенераторньгх станций, построенных в СССР, снабжаются Г. п. т. отечественного производства. На фиг. 27 приведены чертежи волховских Г. п. т., построенных на заводах Государственного электротехнического треста (ГЭТ); эти Г. п. т. по своей мощности, при скорости вращения 75 об/м., являются одними из наибольших в Европе (8 750 kVA).

Рабочий процесс генератора переменного тока. L Наведение эдс в обмотке якоря. Если распределение магнитной индукции вдоль воздушного зазора представить в виде кривой, изображенной на фиг. 28, то

Фиг. 28.

в прямоугольном витке, имеющем длину в осевом направлении 1см, а ширину т см, равную полюсному делению, при его движении наводится эдс, значение к-рой можно определить согласно ф-ле Максвелла-Фарадея:

еа - - 10-8 вольт.

Магнитн. поток, охватываемый этой рамкой, когда одна сторона ее смещена относительно нейтральной зоны на расстояние а, равен:

dx = j dx +

-Ь / В-1- dx - J B-l-dx =

= Const -2jB-l.- dx.

Отсюда следует, что

так как

На основании этого, эдс, наводимая в витке при равномерном движении последнего с постоянной скоростью V.J. = V = Const, получается равной

е= - f 10-8 =.2B-l-v 10-8 вольт.

Если обмотка состоит не из одного витка, а из iv витков, а синхронная машина имеет р пар полюсов, то мгновенное значение эдс

е 2В I iv р v 10-8 вольт. (1)

Мгновенное значение е приобретает максимум тогда, когда В=В , т. е., когда стороны рамки располагаются под серединой полюсов; в этом случае е = = Вщпх I w р V 10~8 вольт. Если бы в тех же пазах под каждой парой полюсов находилось q катушек, то максимальное значение эдс было бы в q раз больше, т. е.

= 2Вах 1 V W р q 10-8 вольт. (2) Так как линейная скорость проводников

V = где D-диаметр якоря, то

,= 25.

l-Tt-

P-iv-q -10 8 вольт.

р п

в свою очередь, частота тока равна f = а магнитный поток, охватываемый витками,

Здесь к,- = -так называем, коэффициент полюсного перекрытия; обычно в Г. п. т. к. = 0,65-0,7. Отсюда

На основании этого .

Етах = 4 . . g . г/. / . Ф . 10- вольт. (3)

В технике обычно посредством измери-, тельных приборов учитывается не максимальное значение напряжений, а так наз. эффективное значение, которое представляет собою среднее значение квадратов мгновенных значений эдс за полный период, т. е. г

Е= /

Если Кривая эдс симметрична относительно оси абсцисс, то

/ (2В I W р V q lQY)dt =

-jBl-dX:

= 1- w- р V q 108

Величину I/ A JbI . dx моясно предста-

ВИТЬ как некоторую долю от Вах т. е:

где / ийгг. т. н. амплитудный коэфф.,-отношение эфф. значения к макс, значению. На основании этих выводов

Ыа qf.Ф. 10-8 вольт. (4)

max В

- ~1ГГ - IL

Отношение

, : , / max

тах -ср. ср.

представляет собою не что иное, как коэфф. формы кривой магнитной индукции; т., о. 1? = 4./д W q- f Фа: 10-8 вольт. (5)

Формула (1) показывает, что кривая имеет: ту же форму кривой, что и кривая магнитной, индукции B=f(x)f(v,t)=(f(T), в том. случае, когда активные стороны витков q катушек не смешены относительно друг друга. При практическом же осуществлении Г, п. т. стороны катушек распределяются равномерно по всей поверхности или на части цилиндрической поверхности тела якоря, при чеМ; в этом случае стороны витков или катушек сдвинуты по отношению друг к другу на некоторый угол. При одновременном изме-; нении положения всех катушек относительно магнитного поля, в витках отдельных катушек наводятся эдс, отличающиеся по фазе. На фиг. 29 изображены фжт. 29.

кривые эдс для каждой

катушки и кривая результирующей эдс для. случая, когда катушки соединены последовательно. Вследствие сдвига фаз эдс, наводимых в отдельных катунжах, максимальное значение результирующей эдс при последовательном соединении катушек получается; меньше суммы максим, значений эдс всех отдельных катушек, т. е. Еу. <Е ах, или Ег <q-E -. Точно так же и эфф..

тах

значение результирующей эдс меньше суммы эфф. значения эдс всех отдельных катушек, т. e.Ey<Z Е, или Ег < q-E. Эфф. значение эдс молено представить себе как некоторую долю от q Е, т. е.

E, = U-q- Е. (6)

Величина зависит от q ж уг.та /?, на к-рый сдвинуты отдельные катушки относительно друг друга, т. е. от способа расположения обмотки; эта величина 1ЮСИТ название обмоточного коэф ф-т а. Если Q-число пазов, приходящихся на один

полюс, то = ,. В ма-

пганах однофазных из Q назов лишь q пазов занято обмоткой, а остальные Q -д пазов остаются незаполненными. В многофазных Г. п. т. с числом фаз т проводники обмотки равномерно распределяются во всех Пазах, при чем m-g = Q, и-в

Фиг. 30.

этом случае /? = .

Пользуясь формулой (5), можно написать следующее выражение для эффективного значения результирующей эдс, наводимой в последовательно соединенных катушках, стороны которых расположены в 2q пазах:

Е = 4 fy, I f w q Ф 10 вольт;

т.к. q w-общее число витков обмотки,то

Е=4ГдГ-Г-ю-Ф.10- = = 4к fiv Ф 10-8 вольт;

здесь произведение f = h называется коэффициентом Каппа.

Для синусоидальной формы кривой маг-, нитной индукции

Эфф. 1С ....

lB = ~i>-= -Т7 = 111-

Для кривой другой формы этот коэфф. м. б. определен графич. или аналитич. методом, при этом кривая магнитной индукции разлагается на основную волну и высшие гармо-нийи.ЕслиБ, , В, , Вя , Вп -соот-

ninx max тах max

ретственно амплитуды основной волны, 3-й, 5-й, 7-й гармоник, то

Вводя обозначения

в, в,

. ~ В, ~ В.

эфф.

получают

Взфф

и так как

Вер. = I : В, , , (1 + Va Ьз +5+ - + V. 6n),

Гв =

эфф.

V 2/2 (1 + V.b.+V5b +...+ V b )

Обмоточный коэфф. fy, для случаев, когда изменение магнитного индукционного потока происходит.по закону синуса, вычисляется по формуле (фиг. 30):

В случае бо.тее сложной кривой магнитной индукции, для определения общего обмоточного коэф({)ициента необходимо вычислить заранее обмоточные коэффициенты как для основной волны, так и для высших гармоник, при чем вычисление производится по ф-лам:

для основной волны..... /wj =

для 3-й гармоники ......

для 5-й гармоники ...... =

sin q -V

для и-й гармоники ..; -

q sin

Зная после разложения кривой магнитной индукции коэффициенты 63, 65, ..., 6 и,

введя обозначения \~\ = А. А., ...

ln\

f- =n> находят общий обмоточный коэффициент по формуле:

fw - /1

/i-blAl~blAl+... + bl4

/, + bl + bl + ... + bl На основании этих формул выражение для коэфф-та Каппа принимает следующий вид:

-Гв-Г.-. . V(Al + blAl+T.:7~bUi

1 + ь: + ьг + ... -ь 6,

в среднем, в выполненньгх синхронных машинах коэффициент Каппа к равняется:

Для однофазных машин...........0,92

двуфазных ...........1,01

трехфазных ...........1,065

И, соответственно этому, наводимую эдс Е можно считать равной:

Для однофазных машин . 3,68w / <!> 10 вольт двуфазных . 4,f 4 W / Ф 10-8 ,> трехфазных . 4,26w / Ф Ю

в трехфазных Г. п. т., при соединении обмотки якоря в звезду, третьи гармоники и все кратные трем не оказывают влияния на форму кривой сопряженного напряжения, вследствие чего если в фазовых напряжениях и имеются третьи и кратные трем гармоники, то в междуфазовых напрянениях

/ ;j j ;/ р 12 у jj у/ ;/ у ;г /

lllif -

Фиг. 31.

гармоники этого порядка делаются равными нулю. На основании этого сопряженное (междуфазовое) напряжение

Е.мф. = Уз Уе\ + Е1 + ... -\е1 , меноду тем, для фазового напряжения

Еф. = VeT+ei + ei +... + Е1. Т. о., в трехфазных Г. п. т., имеющих соединенные в звезду обмотки, 1мф. < ]/3 Еф.... Если обмотка трехфазного Г. п. т. соединена в тр-к, то третьи и кратные трем гармрники в каждой щепи совпадают по фазе и складываются; поэтому, если .концы двух соединенных обмоток разъединить и прилонить к ним вольтметр, то он покажет эффективное значение эдс, равное 3 VW+ El -Ь Е{. . .

815807