Генераторы дизель-электрических станций переменного тока подразделяются
на генераторы с частотой тока 50 и 400 Гц. По конструкции они делятся на
генераторы с машинным возбуждением и со статической системой
возбуждения. Частота вращения вала генераторов дизельных электростанций
1500 об/мин.
В генераторах с машинной системой возбуждения в качестве возбудителя
имеется генератор постоянного тока. Обычно мощность возбудителя равна
1,5—2,5% номинальной мощности генератора ДЭС.
На рис. VI.7 приведена принципиальная схема генератора с машинной
системой возбуждения. Схема состоит из генератора 1, возбудителя 5 и
реостата регулирования напряжения 13. В станине статора в специальных
пазах уложена обмотка статора 2, концы которой 21 выведены в коробку
выводов генератора. Ротор генератора состоит из железного сердечника с
намотанной на нем обмоткой возбуждения 3, концы которой выведены на
контактные кольца 20 и через щеточную систему и провода 4 — в коробку
выводов 6 возбудителя 5.
Полюсы возбудителя 5 представляют собой сердечники с намотанной на них
обмоткой возбуждения 10 и имеют слабое остаточное намагничивание.
Поэтому в межиолюсном пространстве всегда имеется магнитное поле. Концы
8 и 11 обмотки 10 заведены в коробку выводов 6. При помощи токосъемных
щеток с коллектора 9 снимается постоянное напряжение (выводы 7 и 12
возбудителя). При пуске двигатель (дизель) вращает вал генератора / с
ротором и соединенный с ними якорь возбудителя. При этом обмотки якоря
возбудителя пересекают
магнитное поле, создаваемое полюсами возбудителя в
межпо-люсном пространстве, и в них индуктируется переменная
электродвижущая сила (эдс).
С помощью коллектора эдс преобразуется в напряжение постоянного тока, и
по обмотке возбуждения 10 возбудителя пройдет ток, что вызовет в свою
очередь усиление магнитного поля в 'межполюсном пространстве и,
следовательно, в обмотке якоря возбудителя начнет индуктироваться
большая эдс. Этот процесс будет продолжаться до получения на зажимах
возбудителя напряжения, обусловленного сопротивлением 14 в цепи обмотки
возбуждения возбудителя. Обмотка возбуждения 3 генератора, соединенная с
обмоткой якоря возбудителя, является ее нагрузкой. При протекании тока
по обмотке возбуждения 3 генератора создается магнитное поле, которое
замыкается через сердечник (станину) статора. Ротор генератора
вращается, магнитное поле пересекает неподвижную статорную обмотку 2 и
индуктирует в нем переменную эдс, которая снимается с концов 21 в
коробке выводов генератора.
С помощью реостатов 15, 17 (в неавтоматическом режиме контакт 18
замкнут) или, изменяя сопротивление угольного столба 19 (в
автоматическом режиме контакт 16 замкнут), можно регулировать напряжение
на якоре возбудителя и тем самым изменять напряжение на выводах
статорной обмотки генератора.
Генераторы имеют встроенные (ДГС) или выносные возбудители (0-93-4 и
СГД). Машинный возбудитель усложняет конструкцию генератора, увеличивает
его размеры и массу, кроме того, коллектор и щетки имеют повышенную
повреждаемость. Поэтому генераторы с машинным возбуждением заменяют
генераторами со статической системой возбуждения.
Техническая характеристика генераторов с машинной системой возбуждения
приведена в табл. VI.7.
Рис. VI.7.
Серия ДГС состоит из четырех типоразмеров:
81-4, 82-4, 91-4, 92-4. Первая цифра обозначает габарит (восьмой или
девятый); вторая—длину статора (первая или вторая); третья — число
полюсов (четыре). Генераторы имеют две формы исполнения: М101—на лапах с
двумя одинаковыми подшипниковыми щитами, соединение с двигателем при
помощи эластичной муфты или ременной передачи; М202 — на лапах с двумя
подшипниковыми щитами, один из которых имеет фланец, соединенный с
двигателем только эластичной муфтой.
Все типоразмеры ДГС имеют одинаковое устройство, но отличаются размерами
статора, ротора, диаметром корпуса, площадью сечения провода и числом
витков провода, размерами пазов. Возбудители отличаются длиной активных
частей.
Серия СГД имеет три типоразмера: 11, 12, 13. Первые две цифры
обозначают габарит генератора (11, 12, 13); вторая группа цифр—длину
активной части статора в см (24, 36, 46 и т. д.); третья группа — число
полюсов генератора (4, 10, 12).
Генераторы большой мощности обозначаются, например
СГД-625-1500, где первая группа цифр обозначает мощность генератора в
кВ-Л; вторая — частоту вращения генератора в об/мин.
Генераторы имеют одинаковое устройство и различаются только размерами,
площадью сечения проводов и числом витков провода. С генераторами этой
серии применяют возбудители серий ВС, П-70 (71 и 72) и ВСМ-21/12.
Возбудитель, установленный на корпусе генератора, соединяется с
генератором тикстроиной передачей.
В генераторах со статической системой возбуждения. Статическая
система состоит из неподвижных элементов (силового трансформатора,
выпрямителей и т. д.), переменный ток на выводах генератора
преобразуется в постоянный для питания обмотки возбуждения и
регулирования напряжения генератора. Статическая система возбуждения
обладает следующими преимуществами: отсутствием движущихся частей,
высокой механической прочностью конструкций, надежностью и высокой
точностью регулирования напряжения, небольшими эксплуатационными
затратами.
Для начального возбуждения генераторы могут иметь резонансную систему с
конденсаторами (генераторы типов ДГФ, НОС, ГСФ-100-БК, ОС, ГСС-104-4Б),
или аккумуляторную батарею (ЕСС5, ГСФ-100М, ГСФ-200), или генератор
начального возбуждения (ЕСС5). Принцип работы статической системы
возбуждения одинаков для генераторов всех типов, за исключением схем
начального возбуждения.
Техническая характеристика генераторов со статической системой
возбуждения приведена в табл. VI.8.
Серия ДГФ состоит из двух типоразмеров 82-4Б
и 83-4Б (8-й габарит, 2-я или 3-я условная длина, четырехполюсный).
Исполнение генераторов — фланцевое, защищенное, с самовен-тиляцией, на
двух щитовых подшипниках.
Серия ГСФ имеет мощность 100 и 200 кВт, исполнение фланцевое,
защищенное, на двух щитовых подшипниках, соединение с двигателем с
помощью муфты и фланцевого подшипникового щита.
Устройство и принцип работы генераторов ГСФ и ДГФ аналогичны. Начальное
возбуждение ГСФ-200 и ГСФ-ЮОМ осуществляется подачей импульса
постоянного тока от аккумуляторной батареи, начальное возбуждение
ГСФ-ЮОБК — с помощью резонансной системы с конденсаторами.
Серия ОС имеет мощность 8, 16, 30 и 60 кВт и две модификации,
которые обеспечивают точность регулирования напряжения ±2 или 5 %.
Генераторы серии ОС выпускаются в исполнении М201, имеют несколько
типоразмеров. Условное обозначение их аналогично обозначению генератора
ЕСС. Конструкция генератора— бесстанинная, пазы статора открытые,
обмотка выполнена из готовых секций с изоляцией класса В из
кремннйорга-пической резины. Ротор — гребенчатый с демпферами, катушки
ротора съемные. Статическая система возбуждения — на полупроводниках для
автоматического регулирования напряжения размещена непосредственно на
генераторе.
В дизель-электрических станциях используется только четырехполюсный
генератор ГСС-104-4Б 10-го габарита и 4-й габаритной длины. Исполнение
генератора — брызгозащитное, с самовентиляцией, на двух щитовых
подшипниках. Он сопрягается с приводным двигателем эластичной муфтой.
Устройство и принцип действия аналогичны устройству и принципу действия
ДГФ.
Серия СГДС имеет устройство, аналогичное устройству генератора
СГД, но обмотка возбуждения питается от статической системы
самовозбуждения, состоящей из трансформаторов фазового компаундирования,
блока силовых выпрямителей, отдельного выпрямителя и генератора
начального возбуждения. Работа системы возбуждения аналогична работе
статической системы возбуждения других генераторов.