Техника в ее историческом развитии

Раздел: Быт. Хозяйство. Строительство. Техника

Одним из основных направлений в развитии электроэнергетики с введением в жизнь трехфазной системы токов становится применение все более мощных генераторов электрической энергии. На электрических станциях основным видом источника переменного тока делается синхронный генератор с приводом от паровой или гидравлической турбины [34].

Сам термин «сихронная машина» был введен Ч. П. Штейнмецем. Уже в конце XIX в. были разработаны конструкции роторов, которые лежат в основе современных типов синхронных генераторов с явно выраженными полюсами в тихоходных машинах, а также в виде цилиндрического ротора с неявно выраженными полюсами в быстроходных машинах.

Первые синхронные генераторы, приводимые в действие паровыми машинами или двигателями внутреннего сгорания через ременную передачу, работали с малым числом оборотов; окружная скорость ротора для таких машин составляла не более 15—25 м/с. С ростом мощности электрических генераторов повышалось требование равномерности вращения, что не обеспечивалось ни паровой машиной, ни двигателями внутреннего сгорания с их пульсирующим движением поршня и кривошиино-шатун- ным механизмом. В связи с этим в начале 90-х годов были разработаны специальные генераторы маховикового типа, в которых для уменьшения неравномерности хода была увеличена инерция вращающихся частей. В этих генераторах вращающиеся индукторы одновременно играли роль маховиков для первичного двигателя. Первичные поршневые двигатели накладывали определенные ограничения на конструкции синхронных генераторов: их приходилось строить с большим ЧИСЛОМ Полюсов, что, в свою очередь, увеличивало расход активных материалов и потери энергии в машине. Таким образом, хотя паровая машина к концу XIX в. достигла высокой степени совершенства, она не годилась для привода мощных электрических генераторов, так как не позволяла сконцентрировать большие мощности в одном агрегате и создать требуемые высокие скорости вращения. На смену паровым машинам пришли паровые турбины. Первоначально использовали сравнительно тихоходные турбины конструкции шведского инженера Г. П. Лаваля [35].

Положение кардинально изменилось лишь тогда, когда в качестве первичных двигателей стали применять быстроходные паровые турбины и на их основе возник совершенно новый тип синхронных генераторов. В 1884 г. Ч. Парсонс изобрел реактивную паровую турбину, предназначенную специально для электростанции. Для того чтобы этот быстроходный двигатель насадить без промежуточного редуктора на один вал с электрическим генератором, имевшим значительно меньшую оптимальную скорость, Парсонс разработал многоступенчатую турбину. Дальнейшее совершенствование турбины Парсонса шло неразрывно с развитием генераторов: возник единый агрегат — турбогенератор [2, с. 60—62]. Некоторое время создавались турбогенераторы постоянного тока, предельная мощность которых достигла 2000 кВт при 1500 об/мин. Постепенно они были вытеснены турбогенераторами, вырабатывавшими переменный ток. Большие скорости вращения сказались на конструктивном выполнении обмоток генераторов: первоначально роторы строили с явно выраженными полюсами, но возросшая механическая нагрузка и большие потери на трение о воздух заставили перейти к распределенной обмотке возбуждения. Уже в 90-х годах турбина Парсонса получила широкое распространение в Англии, а ее применение на Европейском континенте несколько задержалось, несмотря на то что в 1895 г. фирма «Westinghous», а годом позже фирма «Brown, Boveri & С0» прибрели право на строительство турбин Парсонса [36, с. 62]. Перелом произошел в 1899 г., когда Парсонс выполнил заказ на две крупные по тому времени турбины для привода генераторов трехфазного тока мощностью по 1250 кВт для эльберфельдской электростанции (Германия).

Успехи в области турбогенераторостроения сказались весьма отчетливо уже в первом десятилетии XX в. Так, если в 1904—1906 гг. максимальная мощность отдельных турбогенераторов составляла 1250 кВт при 3000 об/мин и 6300 кВт при 1000 об/мин, то в 1913 г. она соответственно возросла до 6250—29 500 кВт [37, с. 231 — 232]. Показателем качественного изменения турбогенераторов могут служить данные о снижении их веса на единицу мощности: турбогенератор мощностью 5000 кВт, построенный в США фирмой «General Electric» в начале XX в., весил 102 т, а в 1920 г. турбогенератор той же мощности — всего 21 т. Значительное снижение веса сопровождалось повышением надежности и экономичности машин, что было достигнуто использованием более высококачественных конструкционных магнитных и изоляционных материалов, совершенствованием технологии изготовления деталей и разработкой более эффективных способов охлаждения обмоток ротора и статора. Первое предложение о непосредственном охлаждении обмоток относилось к 1909 г. Все это вместе взятое позволило увеличивать мощности турбогенераторов.

Стремление к увеличению единичной мощности турбогенераторов объяснялось существенными преимуществами мощных машин: уменьшался вес на 1 кВт, сокращалась площадь для установки агрегатов и число обслуживающих людей. Тенденция увеличения мощности в одном агрегате, характерная для турбогенераторостроения, полностью совпадала с общей направленностью в развитии электроэнергетики — стремлением применять на электростанциях немногие, но все более крупные единицы, что существенно упрощало п удешевляло оборудование.

Асинхронные электродвигатели. Синхронные электродвигатели...

Во втором случае генератор выполняется с самовозбуждением Тиристорный возбудитель … Основные преимущества синхронного электродвигателя перед асинхронным следующие.

›Насосы›

ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЕ И ПРИБОРЫ. Генераторы. Устройство...

На автомобилях ЗИЛ моделей 431410, 131НА и их модификациях установлен генератор типа 32.3701. Генератор представляет собой трехфазную двенадцатиполюсную синхронную с...

›Грузовые автомобили

Генератор. Устройство автомобильного генератора

На двигателях ВАЗ и УЗАМ установлены генераторы соответственно Г222 и 581.3701. Они представляют собой трехфазную синхронную электрическую машину переменного тока с...

›Ремонт автомобиля

Схемы электрооборудования экскаваторов. Гусеничный экскаватор...

Поэтому кроме генератора Г-304Б-1 мощностью 400 Вт (при напряжении 12 В) и аккумуляторной батареи 6ТСТ-82ЭМС установлен синхронный трехфазный генератор ПСГС-6,25 или...

Гидравлическая турбина. Гидроэнергетика

Обычно гидротурбины используются в гидроэлектрических станциях для привода электрических генераторов. Гидрогенератор - синхронный генератор, приводимый во вращение...

ТЕПЛОЭЛЕКТРОЦЕНТРАЛЬ ТЭЦ. Отопление от теплоэлектроцентрали

В состав турбоагрегата входят паровая турбина и. синхронный генератор. Паровые турбины, используемые на ТЭЦ, наз. теплофикационными.

КОНТРОЛЬНО-ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЕ ПРИБОРЫ. На автомобилях МАЗ...

Привод спидометра оснащен датчиком б электроспидометра типа МЭ307, который представляет собой трехфазный синхронный генератор переменного тока с возбуждением от постоянного...

›Автомобиль маз›

Внесердечные регуляторные механизмы. Нервная экстракардиальная...

Сигналы, обеспечивающие синхронное воспроизведение сердцем центрального ритма … Внутрисердечный генератор обеспечивает поддержание жизни за счет сохранения насосной...

Энергетика будущего. Тесла - передача энергии на расстоянии

Кстати, синхронный генератор столяра Грамма, без особых изменений работающий и по сей день, был создан ещё в 1842 г., когда в науке не было ни электротехники, как таковой...

Электронные стенды (мотор-тестеры) для комплексного...

С помощью импульсной лампы осуществляется синхронное импульсное подсвечивание венчика маховика коленчатого вала двигателя (шкива, привода генератора и вентилятора)...

›Практикум по диагностированию