Результаты этих измерений показывают насколько сильно влияние антимагнитных бандажных колец на роторы турбоальтернаторов. Поэтому такие бавдажные кольца в настоящее время уже повсеместно применяются.

Рис. 25-58. Экранирующее кольцо.

Рис. 25-59. Амортизатор добавочных потерь (ЧКД- Прага, н. п.).

Наряду с приведенными вьпне средствами для ограничения добавочных потерь в лобовых частях обмоток, применялись также и различные другие способы уменьшения таких потерь. Так напр., на рис. 25-58 показано экранирующее кольцо из динамной листовой стали. Назначение такого кольца - направлять магнитный поток так, чтобы он не попал в нажимные шайбы. Равным образом ставились опыты с целью экранирования нажимных шайб массивными медными пластинами. Так как медь обладает высокой проводимостью, то в пластинах создавались вихревые токи, препятствовавпше проникновению магнитного потока в нажимные шайбы. Желая добиться понижения лобовых потерь завод ЧКД-Прага, н. п. проводил испытания при помощи конического амортизатора, показанного на рис. 25-59. Магнитные потоки рассеяния на лобовых частях. обмотки в амортизаторе t индуктировали уравнительные токи, компенсировавшие магнитное напряжение лобовых частей. Однако, повидимому, такие средства не дали удовлетворительных результатов.

26. механические напряжения обмоток от сил короткого замыкания

У крупных машин переменного тока следует обращать внимание на механические силы, образующиеся главным образом в лобовых частях обмотки, в особенности при коротких замыканиях. Причины возникновения коротких замьпсании в электрических машинах различны. Короткие замыкания у альтернаторов могут возникнуть в результате случайного прямого замыкания некоторой фазы

на землю, далее замыкания узла на зажим некоторой фазы, или же в результате замыкания между фазами, причем короткие замыкания могут возникнуть между двумя или тремя фазами. Другой причиной возникновения коротких замыканий является неправильная синхронизация двух параллельно работающих альтернаторов. В таком случае силы короткого замыкания весьма опасны и токи могут достигнуть даже удвоенных значений токов, встргчающихся при обычных коротких замыканиях. Более слабые короткие загяыкания встречаются и у других маинш, в особенности у асинхронных двигателей с короткозамкнутым якорем при пуске в ход. Значительные силы короткого замыкания могут образоваться также у синхронных двигателей с асинхронным разгоном.

При возникновении короткого замыкания в альтернаторе наиболее сильный удар тока наступает при первой амплитуде тока, которая постепенно умень-щается с субтранзитивной и транзитивной составляющими тока короткого замыкания вплоть до достижения своего конечного значения. При применении селективной защиты в сети альтернатор обычно с ней соединен в течение нескольких секунд пока не наступит его отключение. У крупных машин, в особенности у турбоальтернаторов, при коротком замыкании в лобовых частях обмоток образуются мощные силы. Если лобовые части обмоток в достаточной степени механически не защитить, то такие силы могут вызвать их деформацию или даже разрушение. В таких случаях в течение работы машин могут возникнуть вибрации лобовых частей. Поэтому стандарты некоторых стран предусматривают проведение испытаний на короткое замыкание, которые должны удостоверить безопасность машин при коротком замыкании. Так напр., германский стандарт VDE 0530 предусматривает положение, согласно которому ударный ток в случае короткого замыкания на зажимах при 5% повышении напряжения на зажимах, не должен превышать yj2 х 15 кратное значение номинального тока.

Согласно советскому стандарту ГОСТ 183-41, синхронные машины при испытаниях на механическую безопасность должны вьщержать удар тока на холостом ходу при номинальной скорости вращения и при 105% номинального напряжения на зажимах.

Североамериканский стандарт ASA С 50-1953 предусматривает проведение следующего испытания на короткое замыкание: машина должна вьщержать в течение 10 секунд трехфазное короткое замьпсание на зажимах при номинальной нагрузке, номинальном коэффициенте мощности и при повышении напряжения на зажимах на 5%. Более старый стандарт ASA С 50-1936 предусматривал проведение испытания на холостом ходу в течение 30 секунд при номинальной частоте и при повышении напряжения на 10%. Такое испытание допускалось лишь для новых машин.

И наконец, согласно английскому стандарту BSS-226, испытание на короткое замыкание проводится по желанию заказчика.

Вьшолнение машины

Машины с одлиндрическим ротором и демпфером

с массивными зубцами.............................

с листовыми зубцами..............................

Машины с цилиндрическим ротором без демпфера

с массивными зубцами.............................

с листовыми зубцами..............................

Машины с явновыраженньпуш полюсами

с демпфером и листовыми полюсными башмаками ..

без демпфера с массивными полюсными башмаками

без демпфера с листовыми полюсными башмаками ..

2,70 2,55

2,40 2,25

2,25 2,00 1,70

Следует еще заметить, что величина ударного тока короткого замыкания зависит в общем случае от различных факторов, напр. от числа фаз короткого замыкания, далее от момента возникновения короткого замыкания и от нагрузки в момент короткого замыкания и т. д. В дальнейшем приводится расчет сил короткого замыкания в лобовых частях обмотки для различных выполнений лобовых частей обмотки.

а) НАПРЯЖЕНИЯ ЛОБОВЫХ ЧАСТЕЙ КОНЦЕНТРИЧЕСКИХ ОБМОТОК

Решения проблемы сил короткого замыкания в лобовых частях концентрических обмоток были приведены Майером"". В дальнейшем изложении мы

При расчетах динамического удара в лобовые части обмотки нас интересует первая амплитуда тока короткого замыкания в том случае, когда составляющая постоянного тока вполне развита. Рассмотрим наименее благоприятный случай короткого замыкания на зажимах машины, при котором полное сопротивление в месте короткого замыкания равно нулю. Бирманнс, в результате экспериментальных исследований, установил, что аотлитуда тока короткого замыкания зависит сравнительно мало от рода короткого замьпсания. Это величина дается, в основном, фазным реактивным сопротивлением рассеяния статорной обмотки Xj., включающим главным образом рассеяние в лобовых частях обмотки, учитываемое целиком, в то время как рессеяние в пазах учитывается лишь половиной его значения. Так как такое реактивное сопротивление можно определить лишь при расчетах машины, то здесь приведем только эмпирическую формулу для максимального мгновенного значения тока короткого замыкания, приведенную в книге Рихтера®*

1к.з. = X - -

Коэффициенты х бьши определены Рихтером на основании измерений. Значения этих коэффициентов приводятся в следующей таблице: