Двухполюсных турбогенераторов

В аппаратуре ДАТА групповой сигнал передается в линию в-виде двухполюсных элементов со скоростью модуляции 4800 (или 2400) Бод. В соответствии с этим линейное оборудование передающей части содержит ( 4.14) преобразователь однополярного

стями модуляции 50, 100, 200, 600 и 1200 Бод. Псевдослучайный текст, состоящий из 511 двоичных символов, формируется в соответствии с рекомендацией МККТТ девятиразрядным регистром сдвига, у которого сигналы с выхода пятого и девятого каскадов складываются «по модулю 2», а результат подается на вход первого каскада. На выход передатчика ПВО сигнал поступает в виде двухполюсных элементов постоянного тока с амплитудой ±60 или ±20 В при скоростях модуляции 50, 100, 200 Бод; в виде элементов постоянного тока отрицательной полярности с амплитудой не менее — 4,5 В при скорости модуляции 600 Бод; в виде импульсов длительностью 4 — 6 икс с амплитудой 5 — 10 В при скорости модуляции 1200 Бод.

Изучение методов анализа начнем с линейных резистивных цепей, которые составляются путем взаимного соединения двухполюсных /^-элементов и источников напряжения и тока.

К линейному графу приводит следующее соображение: уравнения равновесия токов и напряжений, составленные по законам Кирхгофа, определяются только схемами соединений ветвей, т. е. геометрической структурой цепи, и не зависят от вида и характеристик элементов, т. е. физического содержания ветвей. Поэтому при составлении уравнений соединений удобно отвлекаться от вида и характеристик ветвей цепи, заменив их линиями. В результате для цепи ( 3.1, а), составленной из любых двухполюсных элементов, получим линейный граф, показанный на 3.1, б,

Для составления уравнений соединений по законам Кирхгофа необходимо на всех ветвях графа стрелками указать положительные направления токов. В результате получается граф с ориентированными ветвями, называемый направленным графом токов цепи ( 3.1,5), ветви которого являются токами. Положительные полярности напряжений ветвей удобно принимать согласованными с положительными направлениями токов. Тогда в цепях, составленных из двухполюсных элементов, направленный граф напряжений, ребра которого являются напряжениями ветвей, будет совпадать с графом токов. Переход к направленному графу позволяет производить аналитическую запись структуры графа и подграфов в виде таблиц — матриц, называемых топологическими матрицами. Аналитическое представление графа необходимо для формирования уравнений сложной цепи с помощью ЦВМ.

Следовательно, теореме взаимности можно дать другую формулировку: если источник напряжения, действующий в первом контуре, вызывает некоторый ток во втором контуре, то тот же источник, будучи перенесен во второй контур, вызовет в первом ток той же величины. Как было сказано, теорема взаимности применима к цепям, составленным из пассивных двухполюсных элементов с постоянными параметрами. Такие цепи называют обратимыми, поскольку передача сигнала происходит в равной мере как в прямом, так и обратном направлении.

ветвей, входящих в контуры. Остальные (недиагональные) коэффициенты Rik (i ^= k) являются взаимными сопротивлениями контуров: R69 = R3 = Re!., которые равны суммам сопротивлений ветвей, входящих в контуры / и k. Если направления обхода обоих контуров в общих ветвях совпадают, то Rih приписывается знак «плюс»; при несовпадении направлений обхода — знак «минус». Взаимное сопротивление Rn,, вносимое из контура k в контур i, получается равным взаимному сопротивлению Rki, вносимому из контура i в контур k: Rut — Rki- Подобная симметрия коэффициентов уравнений имеет место для цепей, составленных из пассивных двухполюсных элементов.

Наряду с линейными цепями, составленными из двухполюсных элементов, широко применяются цепи, содержащие четырехполюс-ные и многополюсные элементы', с их помощью моделируются такие важные устройства, как транзисторы, электронные лампы-триоды, трансформаторы и т. п. Указанные элементы имеют четыре (или более) внешних вывода или полюса, с помощью которых присоединяются к источникам или узлам осталь-

Для обратимых четырехполюсников, составленных из пассивных двухполюсных элементов, г/12 = у21.

Зависимые источники позволяют получить схемы замещения (модели) любых четырехполюсных и многополюсных элементов, что очень важно для анализа цепей: при использовании ЦВМ необходимо иметь минимальное число базисных элементов. Если различные многополюсные устройства можно представить моделями из зависимых источников и обычных двухполюсных элементов, то при анализе цепей из сосредоточенных элементов можно ограничиться минимальным числом из пяти видов базисных элементов: /?, L, С-элементов, независимых и зависимых источников.

Узловые уравнения удобно составлять наложением токов в узлах двух подцепей — подцепи из зависимых источников и подцепи из обычных двухполюсных элементов, которая получается при разрыве выводов всех ИТУН.

В одной катушечной группе ьсе катушки могут быть соединены только последовательно, так как векторы ЭДС катушек, находящихся в различных пазах, сдвинуты относительно друг друга на пазовый угол и при параллельном соединении возникают большие уравнительные токи. Параллельное соединение катушек в одной группе применяют в некоторых специальных обмотках кр)тшых двухполюсных турбогенераторов. Возможность таких соединении рассматривают в специальной литературе [26].

ковых повреждений для обмотки по 12.3, а двухполюсных турбогенераторов при а<1, как и при междуфазных КЗ, могут быть весьма большими, требующими быстрой ликвидации повреждения. С другой стороны, для случая

49. Хуторецкий Г. М. Проектирование и расчет современных двухполюсных турбогенераторов. Л.: Изд-во ЛПИ, 1962.— 151 с.

53. Г. М. Хуторецкий, Проектирование и расчет современных двухполюсных турбогенераторов, изд. ЛПИ, 1962.

робежные силы на поверхности роторов); транспортными габаритами статора; трудностью создания надежных систем возбуждения на номинальный ток ротора порядка 8—12 кА. Выход из положения может быть найден путем создания четырехполюсных турбогенераторов, разрабатываемых для АЭС. У таких генераторов ротор механически менее напряжен, однако его масса значительно больше массы ротора двухполюсного турбогенератора такой же номинальной мощности, а масса поковок достигает 300—350 т. Предельная мощность двухполюсных турбогенераторов оценивается величиной 1500 МВт, четырехполюсных—2000—2500 МВт. В табл. 4-1 приведены основные данные двухполюсных и четырехполюб ных турбогенераторов по данным фирмы Броун — Бо-вери.

Диаметр ротора лишь незначительно меньше диаметра расточки статора и не может быть существенно увеличен по условиям механической прочности ротора. Длина ротора примерно соответствует длине активной стали статора. У двухполюсных турбогенераторов вследствие ряда ограничений (вибрация, критические частоты вращения ротора, потери энергии, расход меди и т. п.) отношение длины ротора к его диаметру лежит в достаточно узких пределах — от 6,5 до 3. У турбогенераторов предельных мощностей верхний предел этого отношения может быть равен 7—7,1. У четырехполюсных турбогенераторов указанное отношение не превышает 4,5—5,0.

Дальнейшее увеличение единичной мощности турбогенераторов сдерживается трудностью получения надежных в работе цельнокованых или сварных роторов с большими массами (так как при больших диаметрах роторов и частоте вращения 3000 об/мин возникают большие окружные скорости и соответственно большие центробежные силы на поверхности роторов); транспортными габаритами статора; трудностью создания надежных систем возбуждения на номинальный ток ротора 8—12 кА. Выход из положения может быть найден, в частности, путем создания четырехпо-люсных турбогенераторов. У таких генераторов ротор механически менее напряжен, однако его масса значительно больше массы ротора двухполюсного турбогенератора такой же номинальной мощности, а масса поковок достигает 300—350т. Предельная мощность двухполюсных турбогенераторов 1500 МВт; четырехполюсных — 2000—2500 МВт. По оценкам предельная мощность разрабатываемых машин новых типов — криотурбогенераторов может быть доведена до 4000—5000 МВт. В табл. 4.1 приведены прогнозные оценки предельных мощностей двухполюсных и четырехполюсных турбогенераторов по материалам фирмы Броун-Бовери.

Диаметр ротора лишь незначительно меньше диаметра расточки статора и, что принципиально важно, не может быть существенно увеличен по условиям механической прочности ротора. Длина ротора примерно соответствует длине активной стали статора. У двухполюсных турбогенераторов вследствие ряда ограничений (вибрация, критические частоты вращения ротора, потери энергии, расход меди и т. п.) отношение длины ротора к его диаметру находится в достаточно узких пределах (6,5—3). У турбогенераторов предельных мощностей верхний предел этого отношения может быть равен 7—7,1. У четырехполюсных турбогенераторов указанное отношение не превышает 4,5—5.

Технические данные двухполюсных турбогенераторов серии Т2 с косвенным воздушным охлаждением и серий ТВ, ТВ2 с косвенным водородным охлаждением

Технические данные двухполюсных турбогенераторов серии ТВВ, ТВМ с непосредственным охлаждением водородом, водой или изоляционным маслом

В пределах одной катушечной группы все катушки могут быть соединены только последовательно, так как векторы ЭДС катушек, находящихся в различных пазах, сдвинуты относительно друг друга на пазовый угол и при параллельном соединении возникнут большие уравнительные токи. Параллельные соединения в пределах катушечной группы применяют только в некоторых специальных обмотках крупных двухполюсных турбогенераторов. Возможность таких соединений рассматривается в специальной литературе [31].