Устройство синхронного генератора

§ 101. УСТРОЙСТВО СИНХРОННОГО ГЕНЕРАТОРА

Возникновение э.д. с. в проводниках возможно как при пере­мещении этих проводников в неподвижном магнитном поле, так и при перемещении магнитных линий магнитного поля относительно неподвижных проводников. В первом случае полюсы, т. е. индук­тирующая часть машины, возбуждающая магнитное поле, поме­щаются на неподвижной части машины (на статоре), а индукти­руемая часть (якорь), т. е. проводники, в которых создается э.д.с. — на вращающейся части машины (на роторе). Во втором случае полюсы помещаются на роторе, а якорь — на статоре.

Выше мы рассмотрели принцип действия синхронного генера­тора с неподвижными полюсами и вращающимся якорем. В таком генераторе энергия, вырабатываемая им, передается приемнику энергии посредством скользящих контактов — контактных колец и щеток.

Скользящий контакт в цепи большой мощности создает значи­тельные потери энергии, а при высоких напряжениях наличие та­кого контакта крайне нежелательно. Поэтому генераторы с вра­щающимся якорем и неподвижными полюсами выполняют только при низких напряжениях (до 380/220 в) и небольших мощностях I (до 15 ква).

Наиболее широкое применение получили синхронные генера­торы, в которых полюсы помещены на роторе, а якорь — на ста­торе.

Ток возбуждения протекает по обмотке возбуждения, которая представляет собой последовательно соединенные катушки, поме­щенные на полюсы ротора.

Концы обмотки возбуждения соединены с контактными коль­цами, которые крепятся на валу машины. На кольцах помещаются неподвижные щетки, посредством которых в обмотку возбуждения подводится постоянный ток от постороннего источника энергии — генератора постоянного тока, называемого возбудителем.

На рис. 126 показан общий вид синхронного генератора с воз­будителем.

Устройство статора синхронного генератора аналогично устрой­ству статора асинхронной машины.

Ротор синхронных генераторов выполняют либо с явно выра­женными (выступающими) полюсами, либо с неявно выраженны­ми полюсами, т. е. без выступающих полюсов.

В машинах с относительно малой скоростью вращения (при большом числе полюсов) роторы выполняют с явно выраженными полюсами (рис. 127, а), равномерно расположенными по окружности ротора.

Полюс состоит из сердечника 1, полюсного наконечника 2 и катушки обмотки возбуждения 3, помещаемой на сердечнике полюса

Первичные двигатели синхронных генераторов с явно выраженными полюсами обычно представляют собой гидравлически

турбины, являющиеся тихоходными машинами. Поэтому синхрон­ные генераторы с явно выраженными полюсами называются гид­рогенераторами.

При большой скорости вращения такое устройство   ротора может обеспечить нужной механической прочности и поэтому у высокоскоростных

машин роторы выполняют с неявно выраженными полюсами (рис. 127, б).

Сердечники роторов с неявно выраженными полюсами обычно изготовляют из цельных поковок, на поверхности которых фрезе­руются пазы. После укладки обмоток возбуждения на роторе пазы

его забиваются клиньями, а лобовые соединения обмотки возбуж­дения укрепляются стальными бандажами, помещенными на тор­цовых частях ротора. При такой конструкции ротора допускаются большие окружные скорости (до 180—200 м/сек).

Для генераторов с неявно выраженными полюсами первичными двигателями обычно являются паровые турбины, принадлежащие к числу быстроходных машин. Поэтому синхронные генераторы с неявно выраженными  полюсами   называются   турбогенераторами.