Демпферная обмотка генератора назначение. Синхронные машины - двигатели, генераторы и компенсаторы

Демпферную (пусковую) обмотку размещают в пазах полюсных наконечников ротора (рис. 10.20, ). Эта обмотка в генераторах служит для ослабления обратного синхронного поля при несимметричной нагрузке, успокоения качаний ротора, предотвращения динамических перенапряжений при несимметричных коротких замыканиях и повышения электродинамической стойкости. В двигателях эта обмотка необходима для асинхронного пуска и успокоения качаний ротора.

Расчет демпферной обмотки заключается в определении количества и размеров стержней обмотки, а также размеров короткозамыкающих сегментов. Короткозамыкающие сегменты замыкают все стержни с торцов полюса и соединяются с сегментами соседних полюсов, образуя кольцо (рис. 10.20, ). В этом случае демпферная обмотка носит название продольно-поперечной. Если сегменты соседних полюсов не соединяются между собой (рис. 10.20, ), то обмотка называется продольной. Наиболее часто применяют продольно-поперечные демпферные обмотки.

Рис. 10.20. Демпферная (пусковая) обмотка:

а - расположение обмотки на полюсе;

б - продольно-поперечная обмотка; в - продольная обмотка

Для машин общего назначения число стержней на полюс выбирают обычно в пределах от 5 до 10. Стержни выполняют из меди или латуни круглого сечения. Чаще всего демпферную (пусковую) обмотку выполняют из медных стержней. Стержни из латуни применяют в тех случаях, когда необходимо получить большие значения начального пускового момента у синхронных двигателей. Иногда для повышения пускового момента обмотку изготовляют из разнородных материалов - крайние стержни клетки делают из латуни, а остальные - из меди. Поперечное сечение всех стержней, расположенных на полюсе, принимают равным 0,15…0,35 сечения меди обмотки статора, приходящейся на полюс. Исходя из этого, сечение стержня

. (10.55)

Коэффициент в скобках (10.55) для генераторов принимается равным 0,15…0,25, для двигателей 0,25…0,35.

Диаметр стержня

округляют до размера, кратного 0,5 мм.

Зубцовый шаг на роторе

, (10.57)

где - расстояние между крайним стержнем и краем полюсного наконечника: м.

Кроме выполнения основной своей задачи демпферная обмотка снижает амплитуды гармоник магнитного поля, обусловленных зубчатостью статора. Эти гармоники и вызывают пульсацию ЭДС в обмотке статора и образуют токи и добавочные потери в самой демпферной обмотке. Для того чтобы демпферная обмотка наилучшим образом выполняла свои задачи, при ее проектировании следует соблюдать следующие требования.

В генераторах для уменьшения, добавочных потерь и искажения ЭДС желательно иметь зубцовый шаг на роторе возможно более близким к зубцовому шагу статора . Если число пазов на полюс и фазу в статоре - целое число, или, , или , то .

Для исключения из кривой ЭДС высших гармонических, обусловленных зубчатостью статора, необходимо иметь:

; (10.58)

где - число стержней в полюсе; - целое число, близкое к ().

При достаточно высокой дробности зубцовые гармонические в кривой ЭДС не проявляются, поэтому при можно принимать .

Исходя из этого необходимо найденное в (10.59) значение зубцового шага проверить на соответствие указанным требованиям и в случае их невыполнения сделать пересчет, задавшись другими значениями и .

В двигателях для уменьшения добавочных потерь и исключения «прилипания» ротора число стержней и их шаг выбирают так чтобы

Демпферная обмотка полюсов синхронных машин выполняет ряд функций. В генераторах она служит для снижения уровня динамических перенапряжений в обмотке ротора при несимметричных коротких замыканиях, гашения обратного синхронного поля, улучшения формы ЭДС и симметрии напряжений при несимметричных нагрузках отдельных фаз, успокоения качаний и повышения динамической устойчивости работы. Генераторы малой мощности (до 100 кВт) обычно не имеют демпферной обмотки.

Синхронные двигатели выполняют с демпферной обмоткой, которая служит в качестве пусковой при асинхронном пуске, а так же для успокоения качаний в процессе работы. Демпферную обмотку обычно изготовляют из стержней круглого сечения, закладываемых в круглые пазы, равномерно расположенные по дуге полюсных наконечников. Концы стержней замыкают пластинами (сегментами), расположенными вдоль полюсной дуги с обеих сторон полюса. Эти сегменты соединяют между собой по междуполюсному пространству пластинами, образуя коротко замыкающие кольца. Параметры демпферной обмотки устанавливают с учетом следующих условий. Для улучшения демпфирующего эффекта обмотка должна иметь малое активное сопротивление. Поэтому стержни, короткозамыкающие сегменты и соединительные пластины обычно выполняют из меди.

Суммарную площадь поперечного сечения стержней демпферной обмотки на один полюс целесообразно принимать близкой к 15% суммарной площади поперечного сечения меди обмотки статора, приходящейся на одно полюсное деление (мм 2)

. (11-53)

Для уменьшения добавочных потерь и пульсаций ЭДС обмотки статора желательно принимать зубцовое деление полюсного наконечника ротора близким к зубцовому делению статора . При , равном целому числу, а также при или целесообразно выбирать . При целесообразно принимать в генераторах , а в двигателях (чтобы исключить возможность проявления эффекта «прилипания») должно быть несколько меньше или больше . В приведенных выражениях - несократимая дробь.

Предварительное количество стержней демпферной обмотки на один полюс (шт.)

Количество стержней демпферной обмотки на полюс выбирают так, чтобы минимальная ширина крайнего зубца полюсного наконечника была не менее 3 мм и не превышала 0,5 .

Предварительный диаметр стержня демпферной обмотки (мм)

; (11-55)

принимают значение , равное ближайшему целому числу, и определяют соответствующее этому диаметру сечение стержня .

Уточненное значение зубцового деления полюсного наконечника (мм)

Диаметр круглой части паза полюсного наконечника (мм)

Размеры шлица паза демпферной обмотки генераторов выбирают так, чтобы ширина и высота (рис. 11-13) были примерно одинаковыми (около 3 мм); в двигателях (для увеличения вращающего момента) высоту шлица принимают 1,5-2 мм.

Рис. 11-13. Эскиз полюсного

наконечника с пазами демпферной обмотки:

1 - полюс; 2 - стержень демпферной обмотки;

3 --- короткозамыкающий сегмент.

Для обеспечения механической прочности кромок полюсного наконечника должно соблюдаться условие . При малых высотах кромок полюсных наконечников крайние пазы демпферной обмотки выполняются закрытыми; при этом

Предварительная длина стержня демпферной обмотки

затем ее уточняют при проработке конструкции машины.

– это электрические машины переменного тока, в которых ротор и магнитное поле токов статора вращаются синхронно.

Трехфазные синхронные генераторы – самые мощные электрические машины. Единичная мощность - синхронных генераторов на ГЭС - 640 МВт, а на ТЭС – 8 - 1200 МВт.

У синхронной машины одна из обмоток присоединена к электрической сети переменного тока, а вторая - возбуждается постоянным током. Обмотку переменного тока называют якорной.

Обмотка якоря преобразует всю электромагнитную мощность синхронной машины в электрическую и наоборот. Поэтому ее обычно располагают на статоре, который называют якорем. Обмотка возбуждения потребляет 0,3 - 2% от преобразуемой мощности, поэтому ее располагают обычно на вращающемся роторе, который называют индуктором и малую мощность возбуждения подводят через контактные кольца или устройства бесконтактного возбуждения.

Магнитное поле якоря вращается с синхронной скоростью n1 = 60f1/p, об/мин,

где p =1,2,3 ... 64 и т.д. - число пар полюсов.

При частоте промышленной сети f1 = 50 гц, ряд синхронных скоростей при различных числах полюсов: 3000, 1500, 1000 и т.д.). Так как магнитное поле индуктора неподвижно относительно ротора, то для непрерывного взаимодействия полей индуктора и якоря ротор должен вращаться с той же синхронной скоростью.

Конструкция синхронных машин

Статор синхронной машины с трехфазной обмоткой не отличается от конструкции , а ротор с обмоткой возбуждения бывает двух видов - явнополюсный и неявнополюсный. При больших скоростях и малом числе полюсов применяют неявнополюсные роторы, как имеющие более прочную конструкцию, а при малых скоростях и большом числе полюсов применяют явнополюсные роторы сборной конструкции. Прочность таких роторов меньше, но они проще в изготовлении и в ремонте.

Явнополюсный ротор:

Применяются в синхронных машинах с большим числом полюсов и соответственно относительно низкой n. ГЭС (гидрогенераторы). частота n от 60 до нескольких сотен об/мин. Самые мощные гидрогенераторы имеют диаметр ротора - 12 м при длине – 2,5 м, p – 42 и n= 143 об/мин.

Кроме обмотки возбуждения на роторе располагают демпферную или успокоительную обмотку, которую в синхронных двигателях используют для запуска. Эту обмотку выполняют аналогично короткозамкнутой обмотке типа "беличья клетка", только значительно меньшего сечения, так как основной объем ротора занимает обмотка возбуждения. В неявнополюсных роторах роль демпферной обмотки выполняют поверхности сплошных зубцов ротора и токопроводящие клинья в пазах.

Постоянный ток в обмотку возбуждения синхронной машины может подаваться от специального генератора постоянного тока, установленного на валу машины и называемого возбудителем, или от сети через полупроводниковый выпрямитель.

Смотрите также по этой теме:

Синхронная машина может работать генератором или двигателем. Синхронная машина может работать в качестве двигателя, если подвести к обмотке ее статора трехфазный ток из сети. В этом случае в результате взаимодействия магнитных полей статора и ротора поле статора увлекает за собой ротор. При этом ротор вращается в ту же сторону и с такой же скоростью, как и поле статора.

Наибольшее распространение получил генераторный режим работы синхронных машин, и почти вся электроэнергия вырабатывается синхронными генераторами. Синхронные двигатели применяются при мощности более 600 кВт и до 1 кВт как микродвигатели. Синхронные генераторы на напряжение до 1000 В применяются в агрегатах для автономных систем электроснабжения.

Агрегаты с этими генераторами могут быть стационарными и передвижными. Большинство агрегатов применяются с дизельными двигателями, но приводом их могут быть газовые турбины, электродвигатели и бензиновые двигатели.

Синхронный двигатель отличается от синхронного генератора лишь пусковой успокоительной обмоткой, которая должна обеспечивать хорошие пусковые свойства двигателя.

Схема шестиполюсного синхронного генератора. Показаны сечения обмоток одной фазы (три обмотки, соединенные последовательно). В показанные на рисунке свободные пазы укладываются обмотки двух других фаз. Фазы соединяются в звезду или треугольник.

Режим генератора: двигатель (турбина) вращает ротор, на обмотку которого подается постоянное напряжение? возникает ток, который создает постоянное магнитное поле. Магнитное поле вращается вместе с ротором, пересекает статорные обмотки и наводит в них одинаковые по модулю и частоте ЭДС, но сдвинутые на 1200 (симметричная трехфазная система).

Режим двигателя: обмотку статора подключают к трёхфазной сети, а обмотку ротора к источнику постоянного тока. В результате взаимодействия вращающегося магнитного поля машины с постоянным током обмотки возбуждения, возникает вращающий момент Мвр, который приводит ротор во вращение со скоростью магнитного поля.

Механическая характеристика синхронного двигателя – зависимость n(M)– представляет собой горизонтальный отрезок прямой.

Массовое использование асинхронных двигателей с существенными недогрузками осложняет работу энергетических систем и станций: снижается коэффициент мощности в системе, что приводит к дополнительным потерям во всех аппаратах и линиях, а также и к их недоиспользованию по активной мощности. Поэтому возникла необходимость в применении синхронных двигателей, особенно для механизмов с приводами большой мощности.

Синхронные двигатели имеют по сравнению с асинхронными большое преимущество, заключающееся в том, что благодаря возбуждению постоянным током они могут работать с cosфи = 1 и не потребляют при этом реактивной мощности из сети, а при работе, с перевозбуждением даже отдают реактивную мощность в сеть. В результате улучшается коэффициент мощности сети и уменьшаются падение напряжения и потери в ней, а также повышается коэффициент мощности генераторов, работающих на электростанциях.

Максимальный момент синхронного двигателя пропорционален U, а у асинхронного двигателя U 2 .

С другой стороны, конструкция синхронных двигателей сложнее, чем короткозамкнутых асинхронных двигателей, и, кроме того, синхронные двигатели должны иметь возбудитель или иное устройство для питания обмотки возбуждения постоянным током. Вследствие этого синхронные двигатели в большинстве случаев дороже асинхронных двигателей с короткозамкнутым ротором.

При эксплуатации синхронных двигателей возникли существенные трудности с их пуском. В настоящее время эти трудности преодолены.

Пуск и регулирование скорости вращения синхронных двигателей также сложнее. Тем не менее, преимущество синхронных двигателей настолько велико, что при больших мощностях их целесообразно применять всюду, где не требуется частых пусков и остановок и регулирования скорости вращения (двигатель-генераторы, мощные насосы, вентиляторы, компрессоры, мельницы, дробилки и пр.).

Приводится модель синхронного генератора для расчёта установившегося и переходного режимов с учётом переходных процессов в обмотках статора генератора, без демпферных обмоток. Показывается возможность использования различных математических приближений моделей генератора в зависимости от пространственного удаления точки возмущения. Приводится пример модели генератора без демпферных обмоток с АРВ сильного действия. Для определения функциональных зависимостей токов и напряжений от времени использовался метод пространства состояний и преобразования Парка – Горева. Показана необходимость модификации классических уравнений Парка-Горева. Решения получены с помощью программно - интегрированной среды MathCAD методом Рунге-Кутта. Применение моделей возможно в сетях, содержащих синхронные генераторы и для проектирования объектов, содержащих генераторы.

преобразование Парка - Горева

демпферные обмотки

переходные процессы

синхронный генератор

1. Жданов П.С. Вопросы устойчивости электроэнергетических систем. – М.: Энергия, 1979. – 456 с.

2. Исаев. Ю.Н., Купцов А.Н. Практика использования системы MathCad в расчетах электрических и магнитных цепей. – М.: САЛОН-ПРЕСС, 2013. – 180 с.

3. Колчанова В.А., Исаев Ю.Н., Лопатин В.В. Математические модели синхронного генератора при различных пространственных удалениях точки возмущения // Современные проблемы науки и образования. – 2014. – № 2;

4. Левинштейн М. Л. Операционные исчисления в задачах электротехники. – Л.: Энергия, 1972. – 358 с.

5. Пивняк. Г.Г., Винославский В.Н., Рыбалко А.Я., Несен Л.И. Переходные процессы в системах электроснабжения. – М.: Энергоатомиздат, 2003. – 540 с.

6. Ульянов С.А. Электромагнитные переходные процессы. – М.: ООО «ТИД «АРИС», 2010. – 519 с.

Модель синхронного генератора с демпферными контурами описывается системой из шести дифференциальных уравнений. Два первых дифференциальных уравнения записываются для поперечной и продольной обмоток статора. Три следующих уравнения записываются для обмоток ротора. В обмотки ротора входят поперечная и продольная демпферные обмотки и обмотка возбуждения. Шестое дифференциальное уравнение является нелинейным. Это уравнение описывает связь инерционного, электромагнитного и механического моментов, действующих на вал ротора . Решение этих уравнений является непростой задачей. Однако искусство моделирования состоит не в умении решать сложные уравнения, а в умении без потерь основных, главных свойств явления преобразовывать исходную сложную систему в более простую, руководствуясь при этом условиями которым подвержена исследуемая система. Поэтому цель работы состоит в исследовании моделей генератора в условиях, когда исходную сложную систему можно упростить, но при этом не потерять основные характерные особенности модели .

Машина без демпферных обмоток с АРВ сильного действия.

Рассмотрим переходный процесс при внезапном изменении момента первичного двигателя синхронной машины на величину ∆Мт. Для упрощения будем считать, что машина не имеет демпферных обмоток, не будем учитывать явнополюсность и пренебрегаем величиной активного сопротивления статора R. В этом случае уравнения могут быть записаны в следующем виде:

Здесь - синхронная ЭДС по поперечной оси, величина пропорциональна току возбуждения . Эта величина подлежит определению. - постоянная времени контура возбуждения при замкнутых контурах цепи статора. - продольный и поперечный токи статора. - ЭДС пропорциональная напряжению статора. - основные технические данные машины: синхронные реактивные сопротивления по поперечной и продольной осям, переходное сопротивление по продольной оси, активное сопротивление обмотки статора соответственно .

Искомые переменные в уравнениях 1: - продольный и поперечный токи статора и синхронная ЭДС .

Для того чтобы выяснить смысл составляющих напряжения на зажимах машины Ud и Uq в случае примыкания ее к некоторым шинам, напряжение которых мы будем считать имеющим постоянную амплитуду U и синхронную частоту ωo, рассмотрим векторную диаграмму на рис. 1. На этом рисунке изображены поперечная и продольная оси ротора, вращающиеся со скоростью и изображающий вектор напряжения шин, вращающийся со скоростью ω0. Из приведенного рисунка следует, что Кроме того, из того же рисунка видно, что разность скоростей поперечной оси ротора и изображающего вектора напряжения шин равна производной угла δ, т. е. , где s - скольжение машины. Скольжением машины называется величина, равная разности угловой скорости ω1 вращающегося магнитного поля, создаваемого переменным током, протекающим в обмотках статора, и угловой скорости ω ротора машины, отнесённой к ω1: s = (ω1 - ω)/ω1 .

Рис. 1. Векторная диаграмма для определения составляющих напряжения приемных шин по осям q и d

Положим, что в нормальном режиме, предшествующем возмущению, величины токов iq и id, э. д. с. возбуждения Eq, угол δ и скольжение s были равны соответственно , , , , . Так как в нормальном режиме все эти величины являются постоянными, то они могут быть определены из выше приведенных уравнений, в которых все производные должны быть равны нулю. Поэтому уравнения, определяющие переменные в нормальном режиме, принимают вид:

(2)

Уравнения (1), являются нелинейными, и решить их операторным методом невозможно. Такое решение может быть, однако, выполнено, если приближенно принять, что отклонения переменных от их начальных значений оказываются в переходном процессе настолько малы, что нелинейные члены в уравнениях (1) могут быть заменены их линейными приближениями. В нашем случае это означает, что изменение момента турбины первичного двигателя, вызывающее переходный процесс, должно быть достаточно мало. Предполагая, что последнее условие выполняется, введем новые переменные, равные отклонениям основных переменных от их значений в нормальном режиме:

а также отклонения внешних сил от их начальных значений:

В новых переменных нелинейные члены уравнений (1) могут быть представлены в следующем виде:

При выводе последних приближенных выражений для нелинейных членов мы пренебрегли квадратами, произведениями и более высокими степенями приращений ∆id, ∆iq и т. д. .

Подставляя полученные выражения в уравнения (1) и учитывая уравнения (2), которыми определяются начальные значения всех переменных, получим следующие линейные уравнения относительно приращений основных переменных:

(3)

Здесь - инерционная постоянная машины. - отношение механического момента к базисному моменту. - декремент контура ротора.

Будем решать уравнения (3), предполагая наличие безынерционного регулирования возбуждения машины по закону

и считая, что приращение момента первичного двигателя ∆Mт, возникнув в момент t = 0, в дальнейшем остается неизменным.

Коэффициенты k, k’ и k” называются регулирующими. Величины этих коэффициентов выбирают таким образом, чтобы члены, в которые они входят, были бы соизмеримыми с остальными членами в коэффициентах уравнений. В соответствии с этим коэффициент k” должен иметь порядок т.е. 103 (при Tj = 10 сек и ωо = 314 будем иметь ). Коэффициент k` должен иметь порядок 1/ρr, т. е. также 103 (при Tr = 5сек будем иметь ). Наконец, коэффициент k должен иметь порядок единицы .

Приняв значения коэффициентов регулирования, перейдем к решению уравнений. Данные уравнения решаем с помощью программы MathCAD.

Приведем расчет для генератора с паспортными данными в таблице 1.

Таблица 1

Паспортные данные генератора

Первый этап - определение принужденных составляющих. Система уравнений (1) является нелинейной. Чтобы определить точки положения равновесия , необходимо решить стационарное уравнения, приняв все производные в системе уравнений равными нулю и считая отклонения от положения равновесия малыми .

(4)

С учетом наличия безынерционного регулирования возбуждения машины получаем выражения для установившегося режима с помощью программно - интегрированной среды MathCAD с использованием функций Given и Find :

Второй этап - это решения системы дифференциальных уравнений методом пространства состояний. Приводим уравнения (3) к нормализованной форме, разрешая их относительно производных, получаем матрицу состояний и вектор правых частей:

Выбор настроечных коэффициентов.

Коэффициент изменяется в пределах единицы. Этот коэффициент препятствует «сползанию» системы. (Большая нагрузка генератора и подход к предельным значениям мощности и угла. Характеризуется вначале медленным, а затем быстрым увеличением угла и выпадением из синхронизма с последующим разрывом передачи). Увеличение коэффициента уменьшает сползание. Однако дальнейшее увеличение этого коэффициента приводит к раскачиванию системы. (Самораскачивание обычно интенсивнее в явнополюсных машинах; при большом возбуждении и работе на большое активное сопротивление. Это может привести к изменению знака демпферной мощности).

Коэффициенты регулирования по производным угла не влияют на возникновения сползания, но препятствуют возникновению самораскачивания. При значениях система является устойчивой. Наиболее оптимальные значения являются .

Коэффициент регулирования по второй производной угла может изменяться в широких пределах. Для его оптимального выбора был использован корневой годограф. Его оптимальное значение показано на рисунке 2. Оптимальные значения корней выделены зелеными и сиреневыми квадратами. Оптимальные значения настроечного коэффициента при этом равны .

В качестве сравнения приведены фазовые портреты (скольжение - угол) переходных процессов с различными регулировочными коэффициентами.

Рис. 2. Корневой годограф

Для неоптимальных коэффициентов область, охватываемая замкнутой фигурой, имеет большую площадь, то есть наибольшее отклонение параметров от положения равновесия. Замкнутость фигур с уменьшающимся радиусом свидетельствует о колебании системы. Для оптимальных коэффициентов кривая имеет минимальное отклонение от точки положения равновесия (сиреневая кривая).

Применение моделей возможно не только в учебном процессе для изучения переходных процессов в сетях содержащих синхронные генераторы, но и для проектирования объектов, содержащих генераторы, в расчетах будут выбираться соответствующие модели в зависимости от расположения приложения точки возмущения переходного процесса.

Рецензенты:

Усов Ю.П., д.т.н., профессор кафедры ЭСиЭ ЭНИН ФГБОУ ВПО «НИ ТПУ», Национальный исследовательский Томский политехнический университет, г. Томск;

Сивков А.А., д.т.н., профессор кафедры ЭПП ЭНИН ФГБОУ ВПО «НИ ТПУ», Национальный исследовательский Томский политехнический университет, г. Томск.

Библиографическая ссылка

Назначение и устройство синхронных генераторов

Синхронный генератор состоит из двух основных частей: неподвижного статора (якоря) с помещенной в нем обмоткой и подвижного (вращающегося) ротора (индуктора) с обмоткой возбуждения. Назначение обмотки возбуждения состоит в том, чтобы создать в генераторе первичное магнитное поле для наведения в обмотке статора электродвижущей силы (э. д. е)… Если ротор сихронного генератора привести во вращение с некоторой скоростью V и возбудить от источника постоянного тока, то поток возбуждения будет пересекать проводники обмотки статора и в фазах обмотки будут индуктироваться переменные э. д. с. При подключении нагрузки к данной обмотке в ней возникнет вращающееся магнитное поле. Это поле статора генератора будет вращаться в направлении, вращения поля ротора и с такой же скоростью, как поле ротора, в результате чего образуется общее вращающееся магнитное поле.

Скорость вращения магнитного поля синхронного генератора зависит от числа пар полюсов. При заданной частоте чем больше число пар полюсов, тем меньше скорость вращения магнитного поля, т.е. скорость вращения магнитного поля обратно пропорциональна числу пар полюсов. Так, например, при заданной частоте /=50 гц скорость вращения магнитного поля равна 3000 об/мин при числе пар полюсов р= 1, 1500 об/мин при р = 2V 1000 об/мин при р = 3 и т. д.

Статор генератора (рис. 1, а) состоит из сердечника, набранного из тонких листов электротехнической стали. Для ограничения вихревых токов листы стали изолированы пленкой лака толщиной 0,08-0,1 мм и прочно спрессованы в виде пакета, называемого пакетом активной стали. В каждом листе стали, выштампованы фигурные вырезы, благодаря чему в пакете, собранном из таких листов, образуются пазы, в которые и укладывается обмотка. Пазы для повышения электрической прочности обмотки и предохранения ее от механических -повреждений изолированы листами электрокартона с лакотканью или миканита. Пакет активной стали укреплен в чугунной или стальной станине генератора.

Рис. 1. Устройство и схема возбуждения синхронного генератора: а - статор, б - явнополюсный ротор (без обмотки полюсов), в - неявнополюсный ротор; 1 - статор (якорь), 2 - ротор (индуктор), 3- контактные кольца, 4 - полюс, 5 - полюсная катушка индуктора, 6 - возбудитель, 7 - шунтовой регулятор, 8 - щетки

Ротор синхронного генератора конструктивно может быть выполнен явнополюсным и неявнополюсным.

Явнополюсный ротор (рис. 1, б) имеет выступающие или, как говорят, явновыраженные полюсы. Такие роторы применяют в тихоходных генераторах со скоростью вращения не более 1000 об/мин. Сердечники полюсов этих роторов набирают обычно из листов электротехнической стали толщиной 1-2 мм, которые прочно скрепляют в пакет стяжными шпильками. На валу ротора полюсы крепят болтами или при помощи Т-образного хвостовика полюса, укрепляемого в специальных пазах, профре-зерованных в стальном теле ротора.

Обмотку возбуждения наматывают изолированным медным проводом соответствующего сечения. В роторах синхронных генераторов, предназначенных для работы в электроустановках, где в качестве первичных двигателей применяются дизели, предусматривается так называемая успокоительная обмотка. Успокоительная или как еще ее называют демпферная обмотка служит для успокоения свободных колебаний, возникающих при внезапных изменениях режима работы синхронных генераторов (резкие сбросы нагрузки, падение напряжения, изменение тока возбуждения и др.), особенно в тех случаях, когда несколько генераторов работают параллельно на общую сеть.

Неявнополюсным называют ротор, имеющий вид цилиндра без выступающих полюсов. Такие роторы выполняют обычно двух- или четырехполюсными.

Явнополюсные роторы для быстроходных машин не применяют из-за сложности изготовления крепления полюсов, способных выдерживать большие центробежные усилия.

Неявнополюоный ротор (рис. 1, в) состоит из вала и стальной поковки с профрезерованными в ней пазами, в которые уложена обмотка возбуждения. В остальном неявнополюсный ротор конструктивно выполнен так же, как и явнополюсный.

Конструкция проводников роторной обмотки выбирается в зависимости от типа ротора: для обмоток явнополюсных роторов применяют прямоугольные или круглые изолированные провода, а также голые медные полосы, гнутые на ребро и изолированные полосками миканита; обмотки неявнополюсных роторов выполняют из изолированных витков плоской твердокатаной меди, укладываемых в изолированные пазы роторов.

Концы обмотки ротора (индуктора) выведены и присоединены к контактным кольцам на валу ротора. К индуктору подводится постоянный ток от какого-либо внешнего источника. В качестве источника тока возбуждения синхронных генераторов мощностью до 20 кет применяют полупроводниковые выпрямители, а для более мощных генераторов - специальные машины постоянного тока (возбудители), помещаемые обычно на общем валу с ротором генератора или механически соединяемые с генератором посредством полумуфт. Возбудитель представляет собой генератор постоянного тока, мощность которого, как правило, составляет 1-3% номинальной мощности питаемого им генератора. Номинальное напряжение возбудителей невелико и у синхронных генераторов средней мощности не превышает 150 в. Постоянный ток для возбуждения синхронных генераторов может быть получен с помощью ртутных, полупроводниковых или механических выпрямителей. Для возбуждения синхронных генераторов мощностью до 20 кет чаще всего применяют селеновые или германиевые выпрямители.