Турбогенераторы

Турбогенератор представляет собой синхронный генератор, который работает только в паре с турбиной. Предназначен он для превращения механической энергии в электрическую. Механическая энергия превращается в электрическую благодаря вращению ротора. Как правило, скорость вращения ротора составляет 1500-3000 оборотов в минуту.


Конструкция и принцип действия турбогенератора

Турбогенераторы имеют ротор в форме цилиндра, который устанавливается на два подшипника скольжения. Основными элементами в устройстве является статор и ротор. Ротор представляет собой вращающийся элемент конструкции, все механические, термические и электрические нагрузки воздействуют именно на него. Статор – компонент неподвижный, на него также воздействуют динамические нагрузки, такие как вибрационные, крутящиеся, а также электромагнитные и термические.

При вращении ротора в статоре возникает магнитное поле. При этом в обмотке ротора создается магнитное поле, которое приводит к возникновению трехфазного напряжения и тока в обмотке статора. Напряжение и ток в статоре растет прямо пропорционально току, протекающему в обмотках ротора. Обмотки статора выполняются в виде стержня и имеют термореактивную изоляцию.

Ротор изготовлен из прочной, высококачественной стали, сама машина также укомплектована масляными уплотнениями вала. Уплотнения могут быть двух видов – радиальные и торцевые.

Все турбогенераторы имеют различные типы охлаждения. Как правило, используется самый простой и эффективный – воздушный способ. При таком способе охлаждения применяется открытый цикл.
Типы турбогенераторов

Основная классификация турбогенераторов ведется в зависимости от типа охлаждения машины.

  1. Турбогенераторы с масляным охлаждением.
  2. Турбогенераторы с воздушным охлаждением.
  3. Машины с водородным охлаждением.
  4. Машины с водяным охлаждением.

Иногда это устройство имеет комбинированный тип охладительной системы, например, воздушно-масляный или водородно-водяной.

Эти устройства также делятся на синхронные и асинхронные. Спектр применения машин очень широк, они используются в машиностроении, энергетике,  авиации, на железной дороге и практически во всех областях промышленности. В частности, для освещения радиостанции железнодорожного состава и питания цепей используют специальный локомотивный турбогенератор.

В авиационной сфере такая машина является дополнительным источником электрической энергии.


Критерии выбора турбогенератора

Эта электрическая машина выполняет важную работу, поэтому турбогенератор всегда должен быть качественным. При выборе такого устройства обращают внимание на такие показатели, как активная мощность машины, напряжение, частота и скорость вращения генератора, коэффициент мощности и габариты машины. Последний критерий также является важным, так как в некоторых случаях установка большого агрегата невозможна.

Основное применение турбогенераторные двигатели нашли в сфере энергетики, где они используются повсеместно. На АЭС устанавливаются высокомощные комбинированные турбогенераторы с водородно-водяной системой охлаждения. Генераторы с воздушным и масляным охлаждением применяются при строительстве тепловых электростанций. На мощных ТЭЦ и в энергетических системах с большими колебаниями нагрузки активно применяются асинхронные генераторы, которые также имеют водородно-водяную систему охлаждения.


Возбуждение обмотки ротора генератора

С возбудителя генератора на обмотку ротора подается возбуждающий ток. Возбудитель соединяется с валом генератора при помощи специальной упругой муфты, он является заключительной частью системы турбина-генератор-возбудитель.

На крупных объектах и электрических станциях предусматривается резервное возбуждение ротора, которое необходимо в случае, если основное возбуждение, по какой-либо причине, не сработало. Резервное возбуждение возникает от возбудителя, который стоит отдельно от турбогенератора. Они включены в резервную схему сразу нескольких генераторов и работают от воздействия на электродвигатель трехфазного тока. От двигателя постоянный ток подается в ротор генератора, при этом он проходит через щетки.

В современных системах турбогенераторов давно используются тиристорные системы возбуждения, включающиеся самостоятельно. Именно такие типы аппаратов повсеместно используются на выставках.


Читайте другие наши статьи:

Электрические машины в промышленности
Электрооборудование промышленных предприятий
Энергосбережение на промышленных предприятиях