охлаждение посредством замкнутой циркуляции газа (воздуха, водорода, ме- цдна), получающее в последнее время все большее и большее распространение и обладающее следующими достоинствами: а) отпадает необходимость устройства специальных фильтров для очистки охлаждающего газа; б) имеется возмолсность применения в качестве охлаждающей среды не только воздуха, но и других газов (напр., водорода, метана); благодаря применению более теплоемких газов можно улучшить условия охлаждения; с другой стороны, благодаря применению газов, не содержащих кислорода, устраняются явления озонизации, способствующей разрушению изоляции; в) уменьшается опасность в отношении пожаров, так как ограничивается распространение пламени, а применение инертных газов для охлаждения совершенно устраняет возможность пол-сара; г) создается возможность использования тепла нагретого газа для подогрева, напр., воды для питания котлов и отопительных систем. Ыа фиг. 15 показано устройство одной из подобных систем охлаждения.

Y. По способу возбуждения синхронные маш1П1ы могут иметь собственное и постороннее возбулсдение.

1) Машины с собственным воз-булдением имеют в качестве источника постоянного тока, которым питается обмотка возбулодения, особый генератор, сидящий на одном валу с машиной. Этот генератор постоянного тока, называемый возбудителем, имеет в большинстве случаев или параллельное возбуждение (шунтовое) или от другого шунтового генератора, обычно сидящего на том же валу синхронной машины.

Фиг. 15.

В последнем случае возбудительная система состоит из двух возбудителей-главного и вспомогательного, и самый способ возбуждения называется каскадным (фиг. 16). Достоинством собственного возбуждения является возможность более независимой регулировки напряжения. Регулировку на-прял-сения молено осуществлять посредством изменения сопротивления, вводимого в цепь возбуждения синхронной машины, или путем изменения напряжения на зажимах возбудителя, что достигается регулировкой реостата, включаемого в шунтовую обмотку возбудителя. Т. к. для возбулодения больших машин требуется постоянный ток большой силы, то реостат цепи возбулодения

синхронной машины приобретает громадные размеры; поэтому регулировку возбуждения предпочтительно производить посредством изменения напрялеения на зажимах возбудителя (при помощи шунтового регулятора). При каскадном способе возбулодения регулировка возбулодения Г. п. т. производится главным обр. путем изменения напряжения на зажимах главного возбудителя; изменение ле напрялхения у последнего достигается, в свою очередь, регулировкой реостата главного возбудителя, включенного в цепь возбуждения, или регулировкой шунтового

,Вспоиогат. озбудитш

Регулирующие реостаты Фиг. 16.

реостата вспомогательного возбудителя. Таким образом, при каскадном способе возбуждения имеется возмоленость более тонкой регулировки возбулодения синхронной машины; при этом регулирующие реостаты не имеют больших размеров, и сама регулировка возбуждения является более экономичной. Каскадный способ имеет преимущество еще и в том, что при нем устраняется возможность перемагничивания возбудителя, которое может наступить при внезапных коротких замыканиях синхронной машины. Недостатком способа собственного возбулодения является зависимость возбуждения Г. п. т., а следовательно и его действия, от исправности действия своего возбудителя.

2) Маи1ины с независимым возбуждением получают постоянный ток от аккумуляторных батарей, сети постоянного тока или особого генератора постоянного тока, приводимого в движение от постороннего двигателя. Независимое возбуждение находит применение лишь в тихоходных генераторах и в тех случаях, когда по сообралсениям экономичности и надежности действия наиболее выгодно использование отдельных генераторов постоянного тока как для возбулодения нескольких синхронных машин, так и для удовлетворения других потребностей электрической станции в постоянном токе.

Устройство основных деталей генераторов переменного тока. I. Магнитная система. В нормальных конструкциях синхронных машин магнитная система является вращающейся частью машины. Обычно в машинах, вращающихся с небольшой или средней скоростью,магнитная система устраивается с явно выраженным полюсом; синхронные же машины, приводимые в двилее-ние от паровых турбин, имеют неявно выраженные полюсы.

1) М а г н и т и а я система с явно в ы р а л е и н ы м и п о .п ю с а м и состоит из следующих, основных частей: а) остова.

б) полюсных сердечников, в) полюсных наконечников, г) обмотки возбуждения, д) демпферной обмотки и е) контактных колец.

а) Обычно остов вращающейся магнитной системы выполняется в виде колеса, состоящего из обода, сниц и втулки с отверстием для вала; в некоторых же случаях магнитное колесо делается сплошным, и оно представляет собою набор стальных плит. Если Г. п. т. приводится в движение от поршневой машины (двигателя внутреннего сгорания, паровой машины), то, с целью уменьшения неравномерности хода, магнитное колесо выполняют в виде маховика, или же в качестве магнитного остова используется обод махового колеса двигателя. В качестве материала, идущего на изготовление магнитного остова, служит чугун или сталь. Магнитные колеса в механич. отношении д. б. рассчитаны на действие окружных усилий и центробежных си.я от действия собственных масс, а также от масс полюсов, прикрепленных к магнитному колесу. В зависимости от диаметра магнитный остов делается целым или составным из 2-4--6 частей. В случае составного устройства магнитного колеса отдельные части его скрепляются посредством болтов и анкерных колец, при чем

Фиг. 17.

последние надеваются в нагретом состоянии. Спицы магнитного колеса располагаются в одном или двух рядах, в зависимости от осевой длины магнитного остова. При большой осевой длине, что имеет место для больших быстроходных машин, магнитный остов составляется из целого ряда отдельных колес со спицами или из отдельных толстых стальных плит. В машинах малого диаметра магнитный остов обычно выполняется из целого куска стали.

б) Полюсные сердечники могут изготовляться как отдельная часть магнитной системы или же представлять одно целое с магнитным остовом. В последнем случае полюсные сердечники отливаются и.чи отковываются вместе с магнитным остовом, в большинстве же случаев они изготовляются отдельно, из динамной стали. Крепление полюсных сердечников к магнитному остову производится по способу ласточкина хвоста или посредством болтов. Если полюсные сердечники изготовляются из тонкой динамной листовой стали, то для прикрепления их к остову применяется конструкция, изображенная иа фиг. 17. Для улучшения условий охлаждения полюсные сердечники иногда снабжаются вентиляционными каналами. Поперечное сечение полюсных сердечников

рассчитывается по допустимой магнитной индукции, нормальные значения этих индукций составляют 8 000-10 000 максвелл/сж. Высота сердечника обычно берется такой, чтобы при ней можно было разместить обмотку возбуждения.

в) Полюсные наконечники могут представлять одно целое с полюсными сердечника- ми или выполняться отде.тьно от них. В ка--честве материала для полюсных наконечников применяется стальное литье, стальные плиты или динамная листовая сталь. Массивные полюсные наконечники применяются тогда, когда статор имеет закррлтые или полузакрытые пазы; в тех случаях, когда статор выполнен с открытыми пазами или когда многофазный Г. п. т. предназначается для работы при несимметричной нагрузке, рекомендуется полюсные наконечники выполнять из листов динамной стали, изолированных друг от друга; такие ж;е полюсные наконечники устраиваются и для однофазных Г. п. т. С целью уменьшения высших гармоник эдс, наводимых от зубцовых полей, края полюсных наконечников делают иногда пе параллельными оси вала магнитной системы, а наклонными, или же полюсные наконечники располагают вдоль оси ступенями. Массивные полюсные башмаки прикрепляют к сердечникам посредством шурупов или делают свертными. Крепление полюсных наконечников, набираемых из листовой стали, производится по способу ласточкина хвоста или стягиванием болтами между двум-я щеками. Полюсным наконечникам придают определенную форму с целью получения синусоидального распределения магнитной индукции в воздушном зазоре. Ширина полюсного башмака делается равной, приблизительно, 7з полюсного деления. Воздушный зазор на краях наконечника берется примерно в два раза ббльшим, чем воздушный зазор иод серединой полюса.

г) Обмотка возбулсдения состоит обычно из отдельных катушек, располагаемых па полюсных сердечниках; лишь в машинах индукторного типа обмотку устраивают иначе. В машинах малой мощности обмотка возбуждения изготовляется из круглой или из прямоугольной медной проволоки, покрытой хлопчатобумажной или бумалной изоляцией, и представляет собою многослойные катушки, пропитанные изолирующей массой так, что они образуют сплошное тело. В больших Г. п. т., где для возбуждения приходится применять большие токи, обмотка выполняется из голой медной ленты, при чем все витки располагаются в один слой. Изоляция между отдельными витками осу-ществ-тяется путем прокладки пропитанного лаком прессшпана или асбеста, а также миканита, изоляция обмотки возбуждения по отношению к корпусу магнитной системы-посредством прокладки шайб и гильз из прессшпана или, в особых случаях, из асбеста. Для увеличения поверхности охлалодения обмотки возбуждения наружные края медной ленты делаются скошенными. В роторах, вращающихся с большими скоростями, между двумя соседними катушками вставляются распорки, предохраняющие витки от сонрикосновения под действием

центробежной силы. Отдельные катушки возбуждения, как правило, соединяются между собой последовательно; при этом соединение концов обмоток производится посредством пайки, а при больших сечениях проводников-при помоши болтов. Для присоединения концов обмотки возбуясдения к контактным кольцам применяются изолированный кабель или медные пшны, которые прокладываются по магнитному колесу и валу и надежным образом на них закрепляются.

д) Демпферные обмотки применяются гл. образом в однофазных Г. п. т. и служат для компенсации инверсного (обратно вращающегося) поля. Демпферные обмотки в однофазных Г. п. т. выполняются в виде колец, закладываемых под полюсными башмаками, и стеряеней, проходящих через соответствуюшие отверстия в полюсных наконечниках. Эти стерясни с обеих торцевых сторон надежно электрически соединяются с кольцами; такое соединение должно производиться посредством пайки или автогенной сварки. В качестве материала для демпферных стержней служит красная медь; соединительные торцевые кольца выполняются из желтой меди. Подполюсные кольца делаются из меди или алюминия. В трехфазных Г. п. т. делгаферные обмотки находят применение в тех случаях, когда ставятся повышенные требования в отношении устойчивости параллельной работы, а также для устранения электрических колебаний высшего порядка, наступающих при однофазных коротких замыканиях и могущих повести к перенапряжениям вследствие возможного резонанса. Обычно на каждом полюсе размещают от 10 до 16 стерлепей; при этом демпферные стержни располагаются друг от друга на расстоянии, приблизительно равном зубцевому делению статора.

е) Контактные кольца, через которые происходит подвод тока в цепь возбуждения, в большинстве случаев выполняются из ковкой стали, а при больших размерах их-из литой стали. Эти кольца насаживаются на чугунные втулки и изолируются от последних помощью миканита. В некоторых случаях, для удобства снимания, кольца де-.лаются из двух частей. Контактные кольца обычно располагаются на валу с одной стороны, между магнитной системой и подшипником, около которого находится возбудитель. В машинах с вертикальным ротором контактные кольца, как правило, помеща-

ются меледу ротором и нижним направляющим подшипником. В исключительных же случаях вертикальные машины имеют рас-пол 0Л1:еиие колец на верхнем конце вала, выше опорного подшипника или поверх возбудителя; при этом соединительные провода, идущие от возбудителя к концам обмотки возбуждения,пропускаются через отверстие, высверленное для этой цели в вал> Г. п. т. Подвод тока к контактным кольцам производится посредством мягких угольных, графитных или медно-графитных щеток.

2) Магнитная система с неявно в ы р а л е и и ы м и п о .я ю с а м и выполняется в виде цилиндрического ротора. Эта часть является наиболее ответственной деталью быстроходных машин (турбогенера-

торов). Магнитная система этих машин представляет во многих случаях одно целое с валом и выполняется из специальн. высокосортной магнитной стали; в теле ротора делаются пазы, в к-рых располагается обмотка, а такл-се отверстия и каналы для вентиляции. Роторы большого диаметра выполняются иногда из отдельных стальных листов толщиной в 40-00 мм. Зубцы ротора или представляют одно целое с магнитным сер-дечгшком или делаются вставными; в последнем случае зубцы изготовляются из листовой динамной стали, в виде отдельных пакетов; эти зубцы имеют ласточкин хвост, при помощи к-рого и создается крепление их в соответствующих гнездах на теле ротора.

При выборе той или иной конструкции ротора всегда приходится учитывать критическую скорость вращения ротора. Обычно стремятся к тому, чтобы она лел-сала за пределами номинальной скорости вращения. Осуществление этого условия в отношении роторов, номинальная скорость вращения к-рых составляет 3 000-3 600 об/м., нредстав.тяет иногда большие конструктивные затруднения. В случае невозмолЬюсти выполнения этого условия ротор конструируется так, чтобы его первая критическая скорость для машин, вращающихся со скоростью в 3 000 об/м., была около 1 800- 2 ООО об/м. Пазы, в к-рые закладывается обмотка возбулодения, располагают или в радиальном направлении или в парал.яельных плоскостях, перпендикулярных к оси полюсов. Первый вид пазов является более распространенным; при устройстве их имеется возмоленость закладывать обмотку, выполненную по шаблону. Пазы распределяются равномерно по всей окружности или на части ее (на 7з или Vs окружности). Число пазов и способ расположения их выбираются таким образом, чтобы получилось по возможности синусоидальное распределение магнитной индукции.

С целью лучнюго охлаждения ротора, а также для получения определенного магнит-1юг0 насыщения, зубцы ротора иногда снаб-жлют прорезами и отверстиями; кроме того, под пазом делается осевое отверстие.

Обмотка ротора обычно изготовляется из медной ленты, покрытой хлопчатобумажной изоляцией; обмотка в пазах располагается в 1 или 2 ряда. Изоляция обмотки от тела ротора производится посредством прессшпана. Укрепление обмотки в пазах осуществляется посредством металлических клиньев; в качестве материала для клиньев применяется диамагнитная сталь, обладающая большой электрической проводимостью, или бронза с малым уд. сопротив.чением. Головки обмоток закрываются посредством капотов, удерживающих головки от изгиба под действием центробежной силы. Эти капоты доллны обладать над.лежащей механической прочностью, Д.ЯЯ чего они выполняются из специальных сортов стали. С целью уменьшения магнитного рассеяния сталь, идущая на изготовление капотов, должна быть диамагнитной.- Металлические клинья должны иметь хорошее электрическое соединение с капотами; для достижения этого приходится прибегать к специальным конструкциям.