www.chms.ru - вывоз мусора в Балашихе 

Динамо-машины  Нагревание и охлаждение 

1 2 [ 3 ] 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92

Отдача тепла зависит не только от размеров охлаждаемых поверхностей, но и от интенсивности движения омывающего их воздуха (или другой охлаждающей среды). Применение правильно выбранной системы охлаждения (системы вентиляции) способствовало прогрессу электромащино-и трансформаторостроения и обусловило возможность строить мащины и трансформаторы на огромные мощности (500 000 кет и выще в одной единице).

1-6. Краткие исторические сведения

Один из важнейщих физических законов, определяющих принцип действия электрических мащин и трансформаторов, - закон электромагнитной индукции-был установлен М. Фа-радеем в 1831 г.

В 1833 г. член Петербургской Академии наук и профессор Петербургского университета Э. X. Ленц представил работу, в которой он глубоко обобщил закон электромагнитной индукции, сформулировал принцип обратимости и показал, что оба явления- вращение под действием электромагнитных сил и электромагнитная индукция - теснейщим образом связаны между собой.

В последующем многие работы Э. X. Ленца были связаны с работами русского академика Б. С. Якоби-изобретателя первого электродвигателя с вращательным движением. Якоби также впервые применил коллектор, который является необходимой частью коллекторной мащины.

Построенный им электродвигатель был первым в мире электродвигателем, примененным для практического использования. Двигатель был использован для приведения в движение лодки на Неве (1837 г.). Одновременно с работой по усоверщенствованию своего двигателя Якоби занимался многими другими вопросами электротехники. Большое значение имели его работы по минному делу. Якоби для передачи импульсов электроэнергии к минным запалам на расстояние около 9 км применил индукционные катушки. Таким образом, была впервые осуществлена передача электроэнергии при ее трансформации при помощи индукционных катушек.

Однако изобретателем трансформатора следует считать П. Н. Яблочкова, впервые применившего его для преобразования переменного тока в установках промышленного типа в 70-х годах прошлого столетия.

Начиная с появления двигателя Якоби и до 80-х годов прошлого столетия развитие практической электротехники шло главным образом в направлении усовершенствования машины постоянного тока. Она во многих случаях вытеснила дорогие и малоэффективные гальванические элементы.

Первую практическую установку переменного тока осуществил П. Н. Яблочков в 1878 г. для питания изобретенных им laquo;свечей Яблочкова raquo;. Им при этом был создан генератор переменного тока с обмоткой на статоре, в которой наводился переменный ток магнитным полем вращающихся электромагнитов. К обмоткам последних ток подводился при помощи контактных колец и наложенных на них щеток от особого генератора постоянного тока. Такой генератор переменного тока явился прототипом современных синхронных машин.

Индукционные катушки, как они назывались в то время, примененные Яблочковым в его установках со laquo;свечами raquo;, имели две магнитно связанные обмотки, помещенные на разомкнутом сердечнике. Такие индукционные катушки служили для преобразования переменного тока и по существу являлись, следовательно, трансформаторами.

Несмотря на то, что к середине 80-х годов прошлого столетия преимущества переменного тока для передачи электрической энергии были выявлены, чему немало способствовали работы наших соотечественников Ф. А. Пироцкого, Д. А. Лачинова и др., все же в больщинстве случаев при выборе системы тока останавливались на постоянном токе, так как не существовало еще достаточно совершенного двигателя переменного тока. Такой двигатель был создан в конце 80-х годов нашим соотечественником М. О. Доливо-Добровольским. Это был трехфазный асинхронный двигатель, который является в настоящее время наиболее распространенной электрической машиной.



1-7. Трансформаторостроение и электромашиностроение в СССР

В царской России своей электромашиностроительной промышленности совсем почти не было. Те небольшие заводы, которые существовали в Петербурге, Москве, Риге, Ревеле, не были самостоятельными. Они принадлежали иностранным фирмам, которым невыгодно было развивать электромашиностроение в России. Существовавшие заводы в действительности были скорее сборочными мастерскими, где машины обычно собирались из частей, привозившихся из-за границы.

Руководящими работниками на заводах были иностранные инженеры и техники.

Несмотря на такие условия, в России были свои талантливые инженеры и ученые. Они смогли применить в полной мере свои знания и способности только после Великой Октябрьской социалистической революции. Они сыграли немалую роль в деле развития электрификации СССР.

При их участии разрабатывался ленинский план ГОЭЛРО, расширялись и строились электрические станции и заводы электропромышленности.

Подлинного расцвета электротехника и ее важнейшая область - электромашиностроение- достигли в советское время. Быстро возникали большие заводы и электрические станции. Советские технические учебные заведения и заводы вырастали новые кадры квалифицированных специалистов, умеющих решать сложные технические задачи.

За годы советской власти, главным образом за первые две пятилетки, нашему электромашиностроению пришлось пройти путь, который заграничная техника проходила в течение почти полувека.

Быстро осваивая новые типы машин, широко внедряя в производство социалистические формы труда, на базе широкого планирования, электромашиностроительная промышленность СССР качественно и количественно достигла уже к концу второй пятилетки уровня заграничной техники.

Все основные и специальные типы трансформаторов и электрических машин- машины постоянного и переменного тока, крупнейшие генераторы и трансформаторы - изготовляются в настоящее время иа заводах СССР. Успехи советского электромашиностроения обусловлены самой системой, нашего планового хозяйства и стремлением советских людей работать ради общего подъема всего народного хозяйства.

Мощь нашей техники особенно сказалась в годы Великой Отечественной войны и в послевоенные годы. В это время были созданы новые электромашиностроительные заводы, которые, снабжали промышленность необходимыми электрическими машинами и трансформаторами.

В настоящее время МЫ1 имеем электромашиностроительные заводы почти во всех республиках Советского Союза, которые выпускают ежегодно миллионы электрических машин и трансформаторов самых различных типов на мощности от долей ватта до сотен тысяч киловатт.

Советские электромашииостроите-ли сохранили лучшие традиции своих знаменитых соотечественников -

B. В. Петрова, Э. X. Ленца, Б. С. Яко-би, А. Г. Столетова, П. Н. Яблочкова, Д. И. Лачинова, М. О. Доливо-Добро- Вольского и других выдающихся ученых и инженеров, работавших в прошлом столетии, с самого начала развития электротехники, и много сделавших в этой области своими научными открытиями и изобретениями.

Советские ученые и инженеры в последние годы далеко шагнули вперед.

В Советском Союзе созданы такие .машины, как турбогенераторы на 320 000 кет и 3 000 об/мин, крупнейшие в мире по размерам гидрогенераторы, мощные трансформаторы на 500 кв, многие типы нормальных и специальных электрических машин и трансформаторов. Мы теперь имеем много высококвалифицированных специалистов, число которых непрерывно растет.

Необходимо упомянуть коллективы заводов laquo;Электросила raquo; имени

C. М. Кирова в Ленинграде, laquo;Дина-



МО raquo; имени С. М. Кирова в Москве, ХЭМЗ и завода тяжелого электромашиностроения в Харькове, ЯЭМЗ в Ярославле, laquo;Уралэлектроаппарат raquo; в

Свердловске, МТЗ (Московский трансформаторный завод) имени В. В. Куйбышева в Москве, имеющие большие достижения.

ГЛАВА ВТОРАЯ

ТРАНСФОРМАТОРЫ

2-1. Общие определения

Трансформатор представляет собой статический электромагнитный аппарат с двумя (или больше) обмотками, имеющими между собой магнитную связь, осуществляемую переменным магнитным полем, и служит для преобразования переменного тока одного напряжения в переменный ток другого напряжения при сохранении частоты тока неизменной.

Для усиления магнитной связи между обмотками они помещаются на стальном сердечнике (рис. 2-1). Трансформаторы, не имеющие стального сердечника, называются воздушными. Они применяются в специальных случаях при преобразовании переменных токов высокой частоты (от 10 000- 20 000 гц и выше). Мы будем рассматривать трансформаторы со стальным сердечником.

Трансформатор имеет не меньше двух обмоток; из них первичной обмоткой 1 называется обмотка, которая получает энергию преобразуемого переменного тока, вторичными обмотками 2 - обмотки, которые отдают энергию преобразованного переменного тока.

Трансформаторы применяются в основном для преобразования однофазного и Трехфазного тока. В соответствии с этим различают однофазные и трехфазные трансформаторы.

Впервые трансформаторы получили техническое применение в схемах со свечами Яблочкова. П. Н. Яблочков разработал конструкцию однофазного трансформатора с разомкнутым рердечником и при своих опытах, а также при эксплуатации своих осветительных установок выявил основные его свойства.

Техническое применение для пере-дачи электрической энергии на дальние расстояния трансформаторы начинают получать в конце 80-х годов прошлого столетия.

В системе электропередачи трансформаторы являются необходимыми элементами. Передача большой мощности на дальние расстояния практически может быть осуществлена только при относительно небольшом значении тока и, следовательно, при высоком напряжении.

В начале линии электропередачи устанавливаются трансформаторы, повышающие напряжение переменного тока, вырабатываемого на электрических станциях. Напряжение в начале линии электропередачи берут тем выше, чем больше длина линии и передаваемая мощность. Оно достигает 220-250 кв при расстоянии 200- 400 км и при мощности 300- 200 тыс. кет. При расстоянии около 1 ООО км и мощности порядка 1 млн. кет (например, для электропередачи Куйбышев - Москва и Волгоград-Москва) требуется напряжение 400-500 ке.

В конце линии электропередачи устанавливаются понижающие напряжение трансформаторы, так как для распределения энергии по заводам, фабрикам, жилым домам и колхозам необходимы сравнительно низкие напряжения.

Впервые трехфазная линия электропередачи высокого напряжения (15 000 в; из Лауфена на Неккаре до Франкфурта-на-Майне, протяженность около 175 км), положившая начало широким работам по электрификации, была построена при ближайшем участии русского инженера М. О. Доли-во-Добровольского. Им же были раз-


Рис. 2-1. Двухобмоточный трансформатор. Г-генератор переменного тока.



1 2 [ 3 ] 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92