6.1 Устройство синхронного генератора

Статор СГ имеет почти такое же устройство и принцип функционирования, как и у асинхронного варианта. Его железные компоненты компилируются из стальных пластин (сталь применяется электротехнического назначения), которые отделаются друг от друга слоями изоляции. Обмотка переменного электротока располагается в его пазах. Провода обмоток отделяются друг от друга изолирующим слоем и закрепляются надежно, так как через них вводится нагрузка. Ротор может исполняться без выпирающих полюсов либо с ярко выраженными полюсами.

Рис.6 - Основные типы СГ:

а – с ротором, у которого выступают полюса; б – с не явно полюсным ротором.

Синхронные генераторы с явно полюсным ротором производятся для тихоходных машин, к примеру, для установок с гидротурбинами. А СГ с не явно полюсными роторами подходят для механизмов переменного тока, вращающихся с высокой скоростью. Синхронные генерирующие устройства могут работать в двух режимах: двигательном либо генерирующем переменный электроток. Здесь важно то, какой метод охлаждения применяется, так как генерация чего-либо всегда более требовательна. В основном, на вал монтируются крыльчатки, какие охлаждают ротор с двух сторон воздухом, проходящем через фильтрующий элемент. Потоки воздуха в такой системе охлаждения вращаются одни и те же. При работе СГ в усиленном режиме подобная система нежелательна.

Рис.6.1 - Внутреннее устройство СГ переменного тока:

1 – щётки и щёткодержатели, 2 – коллектор, 3 – обмотка якоря, 4 – якорь, 5 – статор, 6 – контактные кольца, 7 – обмотка статора, 8 – ротора генератора, 9 – вентилятор, 10 – корпус генератора, 11 – привод, 12 – станина

Обмотки рассматриваемого генератора отводятся концами на его распределительную коробку.

Преимущественно все синхронные генерирующие устройства поддерживают синусоидальное переменное электро-напряжение. Этого можно достичь посредством изменения формы наконечников на полюсах и особым месторасположением витков в пазах не явно полюсного ротора.

6.2 Принцип работы синхронного генератора

Судовые синхронные генераторы принципиально не отличаются от генераторов, устанавливаемых на береговых электростанциях. Приводной двигатель ПД вращает ротор генератора, на котором расположена обмотка возбуждения ОВ. Во вращающуюся обмотку возбуждения через подвижные кон­такты, образованные щетками и контактными кольцами, по­ступает постоянный ток — ток возбуждения . Этот ток, про­ходя по обмотке возбуждения, создает основной магнитный поток машины , вращающийся вместе с обмоткой возбуждения. На статоре расположена трех­фазная обмотка, к которой подключается нагрузка генератора. В результате взаимодействия магнитного поля с проводниками статорной обмотки в ее фазах индуктируются три симметричные ЭДС , , , сдвинутые по фазе друг относительно друга на угол 2π/3. Эти ЭДС обеспечивают на зажимах генератора (и на­грузки) трехфазное напряжение (линейные напряжения , , ), которое в свою очередь обусловливает трехфазный ток (линейные токи , , ).