АЛМАТИНСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ ЭНЕРГЕТИКИ И СВЯЗИ

Кафедра Э и АПУ

РАСЧЕТНО-ГРАФИЧЕСКАЯ РАБОТА №1

на тему: Конструкция и принцип действия турбогенератора , схема-развертка обмотки

Специальность: Электроэнергетика 5В05071800

Выполнил: Сагынганов С.А. Группа Эк-11-01

Руководитель: Алдибеков И.Т.

«_____»__________________________2013г.

Алматы, 2013

Содержание

Введение………………………………………………………………………….3

1 Конструкция и принцип действия турбогенератора………….………………4 1.1 Турбогенератор…………………………………………………………4

1.2 Конструкция статора турбогенератора……………………………….5 1.3 Конструкция ротора турбогенератора………………………………...8 2 Расчет обмотки ………………………………………………………..............12

Заключение……………………………………………………………………….14

Список литературы………………………………………………………………15

Введение

Синхронные машины — это бесколлекторные машины пере­менного тока. По своему устрой­ству они отличаются от асинхрон­ных машин лишь конструкцией ротора, который может быть явнополюсным или неявнополюсным. Что же касается свойств, то синхронные машины отличаются синхронной частотой вращения ротора (n₂ = n₁= const) при любой нагрузке, а также возмож­ностью регулирования коэффици­ента мощности, устанавливая та­кое его значение, при котором работа синхронной машины стано­вится наиболее экономичной. Синхронные машины обратимы и могут работать как в режиме генератора, так и в режиме дви­гателя. Синхронные генераторы составляют основу электротехни­ческого оборудования электро­станций, т.е. практически вся электроэнергия вырабатывается синхронными генераторами. Еди­ничная мощность современных синхронных генераторов дости­гает миллиона киловатт и более. Синхронные двигатели применя­ются главным образом для при­вода устройств большой мощ­ности. Такие двигатели по своим технико-экономическим показа­телям превосходят двигатели других типов. В крупных электро­энергетических установках синхронные машины иногда используются в качестве компенсато­ров — генераторов реактивной мощности, позволяющих повы­сить коэффициент мощности всей установки.

Турбогенераторы (ТГ) представляют собой основной вид генерирующего оборудования, обеспечивающего свыше 80% общего мирового объема выработки электроэнергии. Одновременно ТГ являются и наиболее сложным типом электрических машин, в которых тесно сочетаются проблемы мощности, габаритов, электромагнитных характеристик, нагрева, охлаждения, статической и динамической прочности элементов конструкции. Обеспечение максимальной эксплуатационной надежности и экономичности ТГ является центральной научно-технической проблемой.

1 Конструкция и принцип действия турбогенератора

1.1 Турбогенератор

Прежде чем ответить на вопрос, «что такое турбогенератор?» Ответим на вопрос «Для чего они предназначены?»

Турбогенераторы предназначены для выработки электроэнергии в продолжительном номинальном режиме работы при непосредственном соединении с паровыми или газовыми турбинами. 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. По частоте вращения различают турбогенераторы четырех-полюсные (на частоту вращения 1500 и 1800 об/мин) и двухполюсные (на частоту вращения 3000 и 3600 об/мин) соответственно на частоты сети 50 и 60 Гц.

По виду приводной турбины турбогенераторы классифицируются на генераторы, приводимые во вращение паровой турбиной, и генераторы с приводом от газовой турбины.

По применяемой системе возбуждения турбогенераторы классифицируются на машины со статической системой самовозбуждения, независимой тиристорной системой возбуждения и бесщеточным возбуждением.

Турбогенератор - неявнополюсный синхронный генератор, основная функция которого состоит в конвертации механической энергии в работе от паровой или газовой турбины в электрическую при высоких скоростях вращения ротора (3000,1500об/мин). Механическая энергия от турбины конвертируется в электрическую при помощи вращающегося магнитного поля, которое создается током постоянного напряжения, протекающего в медной обмотке ротора, что в свою очередь приводит к возникновению трехфазного переменного тока и напряжения в обмотках статора. В зависимости от систем охлаждения турбогенераторы подразделяются на несколько видов: генераторы с воздушным охлаждением, генераторы с водородным охлаждением и генераторы с водяным охлаждением. Также существуют комбинированные типы, например, генератор с водородно-водяным охлаждением (ТВВ).

В энергетических установках по производству электроэнергии переменного тока в качестве первичных (приводных) двигателей синхронных генераторов применяют в основном три вида двигате­лей: паровые турбины, гидравлические турбины либо двигатели внутреннего сгорания (дизели).

В процессе работы турбогенератора на его ротор действуют значительные центробежные силы. Поэтому по условиям механи­ческой прочности в турбогенераторах применяют неявнополюсный ротор, имеющий вид удлиненного стального цилиндра с

Рисунок 1 - Турбогенератор

где:1 — возбудитель, 2 — корпус, 3 — сердечник статора, 4 — секции водородного охлаждения, 5 — ротор

профрезерованными на поверхности продольными пазами для об­мотки возбуждения. Сердечник неявнополюсного ротора изготовляют в виде цельной стальной поковки вместе с хвостовиками (концами вала) или же делают сборным. Обмотка возбуждения неявнополюсного ротора занимает лишь 2/3 его по­верхности (по периметру). Оставшаяся 1/3 поверхности образует полюсы. Для защиты лобовых частей обмотки ротора от разруше­ния действием центробежных сил ротор с двух сторон прикрыва­ют стальными бандажными кольцами (каппами), изготовляемыми обычно из немагнитной стали.

Турбогенераторы (рисунок 1) и дизель-генераторы изготовляют с горизонтальным расположением вала. Дизель-генераторы рас­считывают на частоту вращения 600—1500 об/мин и выполняют с явнополюсным ротором.