§ 6.2. Устройство синхронных машин

Статор синхронной машины состоит из литого чугунного или сварного стального корпуса с встроенным в него сердечником, в пазы которого закладывается обмотка.

Сердечник статора является частью магнитной цепи, по которой замыкается магнитный поток полюсов. Для уменьшения потерь от вихревых токов сердечник делается шихтованным из отдельных листов электротехнической стали, изолированных друг от друга лаком. При изготовлении отдельных листов, из которых собирается сердечник, в них штампуются пазы. Для охлаждения в сердечнике делаются вентиляционные каналы.

Охлаждение электрических машин, в особенности мощных синхронных генераторов, имеет большое значение. Достаточно указать, что при мощности генератора в 100 тыс. квт и к. п. д., равном 0,98, потери достигают 2000 квт. Поэтому для охлаждения машин требуется усиленная вентиляция. В последние годы воздушное охлаждение мощных синхронных генераторов заменяется водородным. При применении в качестве охлаждающего газа водорода прежде всего снижается мощность, затрачиваемая на вентиляцию, так как плотность водорода значительно меньше плотности воздуха. Теплопроводность водорода в 7,4 раза выше, чем у воздуха, что значительно улучшает условия охлаждения.

Обмотка статора выполняется в виде отдельных секций, которые затем укладываются в пазы сердечника статора. Различают пазы открытые и полузакрытые. Полузакрытые пазы делаются у машин малой мощности низкого напряжения. Перед укладкой в пазы секции обмоток изолируются. При полузакрытых пазах секции закладываются в пазы по одному проводнику (насыпная обмотка), а при открытых пазах активная сторона изолированной секции закладывается в паз целиком. После укладки секций в пазы они соединяются между собой по определенным электрическим схемам.

Ротор синхронной машины, как было указано, служит для создания основного магнитного потока. По конструкции различают роторы с явновыраженными и неявновыраженными полюсами.

Ротор с явновыраженными полюсами (рис. 6.2) состоит из стального вала, роторной звезды и полюсов возбуждения с полюсными катушками, которые крепятся на ободе роторной звезды.

Как уже отмечалось, при больших скоростях вращения (3000 об/мин), исходя из соображений механической прочности, ротор выполняется неявнополюсным составным или из цельной стальной поковки с выфрезерованными на его поверхности продольными пазами, в которые закладывается обмотка возбуждения.

Составной неявнополюсный ротор (рис. 6.3) состоит из центральной бочки и двух хвостовин. Пазы, для обмотки возбуждения выфрезеровываются на наружной поверхности бочки. Пазы размещаются равномерно только на поверхности ротора, остальную часть поверхности занимают центральные зубцы. Проводники обмотки надежно закрепляются в пазах металлическими клиньями. Лобовые части обмотки закрепляются бандажными кольцами, выполненными из особо прочной стали.

На валу ротора устанавливаются контактные кольца, к которым присоединяются выводы обмотки возбуждения. Кольца надежно изолируются от вала. К ним прилегают щетки, укрепленные в щеткодержателях. Через щетки и кольца производится питание обмотки возбуждения.