Реферат. Турбогенератор.. Реферат Турбогенератор. Принцип действия и конструкция турбогенератора
 Скачать 0.54 Mb.
|
|
Министерство науки и высшего образования Российской Федерации Федеральное государственное образовательное учреждение высшего образования ИРКУТСКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ Институт энергетики Кафедра электропривода и электрического транспорта Реферат по дисциплине: «Электрические машины» На тему: «Принцип действия и конструкция турбогенератора» Выполнил студент группы ЭСб-19-1: Додатко С.А. Проверил: доцент каф. ЭЭТ, к.т.н. Константинов Г.Г. Иркутск 2021 г. Содержание1Турбогенератор 3 2Особенности конструкции турбогенератора 4 3Принцип действия турбогенератора 5 Список использованных источников 6 ТурбогенераторТурбогенератор – это синхронный генератор, приводимый во вращение паровой или газовой турбиной. Турбогенераторы устанавливаются на тепловых и атомных электростанциях. В зависимости от мощности турбогенераторы подразделяются на три основные группы: мощностью 2,5-32 МВт, 60-320 МВт и свыше 500 МВт. Турбогенераторы, предназначенные для установки на тепловых электростанциях обычного типа, работают, как правило, при максимально возможной частоте вращения 3000 об/мин. Эти турбогенераторы имеют два полюса, что позволяет существенно уменьшить габариты и массу самой машины, а также и паровой турбины. На атомных электростанциях реакторы вырабатывают пар с относительно низкими температурой и давлением. Поэтому для них более экономичными являются турбины и турбогенераторы с частотой вращения 1500 об/мин, имеющие четыре полюса. Однако из-за этого значительно увеличивается диаметр ротора, наиболее дорогой части турбогенератора ― при одинаковой мощности приблизительно в  раза. Четырехполюсные турбогенераторы характеризуются меньшими механическими нагрузками (механические напряжения в сечениях ротора, вибрации сердечника и обмотки статора) и, таким образом, при прочих равных условиях более надежны.В зависимости от системы охлаждения турбогенераторы подразделяются на несколько типов: с воздушным, масляным, водородным и водяным охлаждением. Также существуют комбинированные типы, например, генераторы с водородно-водяным охлаждением.  Рисунок 1 – Устройство и основные узлы турбогенератора: 1 ― уплотнения на валу ротора; 2 ― торцевой щит; 3 ― кронштейн крепления; 4 ― ротор; 5 ― магнитопровод статора; 6 ― детали крепления магнитопровода к корпусу; 7 ― корпус турбогенератора; 8 ― охладитель турбогенератора; 9 ― возбудитель; 10 ― патрубок подвода воды к охладителю; 11 ― охладитель возбудителя; 12 ― маслопровод к подшипнику; 13 ― стойка подшипника; 14 ― термометр; 15 ― трубки для циркуляции воды в охладителе; 16 ― бандажные кольца обмотки статора; 17 ― бандажное кольцо ротора; 18 ― центробежный вентилятор; 19 ― фланец для соединения вала ротора с турбиной Особенности конструкции турбогенератораГлавным фактором, определяющим особенности конструкции турбогенераторов, является высокая частота вращения, вызывающая большие механические напряжения в роторе. Поэтому турбогенераторы выполняются горизонтальными с цельнокованым ротором, изготовленным из высоколегированной стали, и с относительно небольшим наружным диаметром, но большой длиной активного железа статора. В качестве примера на рис. 2 показан продольный разрез турбогенератора мощностью 12 МВт с воздушным охлаждением.  Рисунок 2 – Турбогенератор мощностью 12 МВт с воздушным охлаждением Конструкция турбогенератора включает в себя сварной корпус 1, имеющий опорные лапы. Корпус прикреплен к фундаментной плите, которая анкерными болтами соединяется с фундаментом. Сердечник статора 2 набран из шихтованных сегментов электротехнической стали толщиной 0,5 мм (в последнее время применяют толщину 0,35 для снижения потерь стали). Сегменты сердечника спрессованы в сварном корпусе и стянуты с помощью стяжных шпилек 3, нажимных колец 4 и нажимных пальцев 5. Лобовые части обмотки статора 7 притянуты к бандажным кольцам 6 для предохранения обмотки от деформации из-за динамических усилий при коротких замыканиях. Начала фаз обмотки соединены с выводными шинами 16. Сердечник состоит из отдельных пакетов, между которыми имеются вентиляционные каналы. С торцов корпус статора закрыт внутренними 9 и наружными 8 щитами, которые в центральной части имеют отверстия для прохода вала ротора. К внутреннему щиту прикреплен диффузор 10 с разделительными перегородками, который необходим для превращения скоростного динамического напора воздушной струи, идущей от вентилятора 11, в статический напор. В роторе 18, изготовленном из цельной поковки, профрезерованы пазы, в которые уложена обмотка возбуждения. Выводы обмотки возбуждения соединены с контактными кольцами 13. Ток в обмотку возбуждения подводится с помощью щеточного устройства 12. Система возбуждения турбогенератора может быть электромашинного типа и состоять из генератора постоянного тока или генератора переменного тока, включенного через выпрямитель, либо статического типа и состоять из преобразователя частоты. Обмотка возбуждения в пазах ротора удерживается металлическими клиньями, а лобовые части ― стальными бандажными кольцами 17. Турбогенератор имеет два подшипника 14 скользящего трения с принудительной подачей масла от масляного насоса. Для разрыва цепи подшипниковых токов подшипник со стороны возбудителя электрически изолирован от фундаментной плиты прокладками. Это делается для того, чтобы электрокоррозия от этих токов не повредила поверхности вкладышей и шейки вала. В корпусе статора укреплены трубопроводы системы пожаротушения 15 для подачи внутрь машины в случае необходимости углекислого газа или пара. Принцип действия турбогенератораСинхронный генератор является преобразователем механической мощности в электрическую мощность переменного напряжения (рис.3). Ротор генератора приводится во вращение приводным двигателем. Постоянное напряжение подводитсяк обмотке возбуждения ОВ. В обмотке возбуждения начинает протекать ток возбуждения  , который создает магнитодвижущую силу , а она создает магнитный поток  . При вращении ротора в неподвижной якорной обмотке, расположенной в пазах статора, наводится ЭДС. Направление ЭДС в обмотке якоря определяется по правилу правой руки: магнитный поток обмотки возбуждения входит в ладонь, большой палец направлен в сторону движения проводника относительно потока, четыре пальца показывают направление ЭДС в обмотке якоря ОЯ. Если генератор не подключен к нагрузке, эта ЭДС будет равна напряжению генератора, которое снимается с его выходных зажимов. По правилу левой руки определяем момент, создаваемый в генераторе: магнитный поток обмотки возбуждения  входит в ладонь, четыре пальца показывают направление тока в проводниках обмотки якоря, а большой палец показывает направление силы, выталкивающей проводники из магнитного поля. Две силы, действующие на расстоянии плеча, равного диаметру якоря, создают электромагнитный момент генератора, который направлен встречно вращающему моменту приводного двигателя. Рисунок 3 - Принцип действия синхронного генератора Список использованных источниковТурбогенератор — это очень просто: учебное пособие. / Бродов Ю. М., Родионов И. Е., Ниренштейн М. А. Екатеринбург: Издательство Уральского университета, 2017. 92 с. Константинов Г. Г., Арсентьев О. В, Клепикова Т. В. Электрические машины». Синхронные машины и машины постоянного тока: лаб. практикум. – Иркутск: Изд-во ИРНИТУ, 2020. – 195 с. |