Предельных мощностей

Образование кинематического механизма и его работа. Если предельные нормальные 'кольцевые силы существенно меньше предельных меридиональных сил (Л^пР<Л/пр), то после исчерпания несущей способности радиальных сечений и образования кольцевого пластического шарнира конструкция превратится в кинематический механизм. В этом случае кинематический механизм представляет собой систему консолей переменного сечения, которые присоединяются к оболочке через кольцевой линейно-неподвижный пластический шарнир, а между собой соединяются через радиальные линейно-подвижные шарниры ( 3.8). При

перемещении консолей работа внутренних сил выражается работой предельных кольцевых моментов амл;, действующих в месте сочленения консолей по радиальным сечениям, работой предельных меридиональных моментов «„.,,, действующих в кольцевом пластическом шарнире, и работой кольцевых нормальных предельных сил a.iy.K на деформациях пластических зон в местах образования радиальных трещин. Работа внешней предельной нагрузки ЯПр определяется на бесконечно малом перемещении А/.

Если арматура полки располагается выше нулевой поверхности, то значение предельных кольцевых нормальных сил меньше значения предельных меридиональных сил N"p < N"P. В этом случае несущая способность оболочки определяется предельными кольцевыми нормальными силами Л^р , а меридиональные силы в момент разрушения конструкции по значению близки к ним (из условия равенства нулю суммы проекций всех сил на горизонтальную ось) . Несущая способность оболочек в этом случае определяется как кинематическим, так и статическим методами. Если Л^пр> > #"р , то зависимости в соотношении усилий близки к первому случаю, однако тогда применение кинематического метода является условным.

3. Высота сжатой зоны в месте действия предельных меридиональных сил, см

2. Нормальные кольцевые силы -NK. Так как арматурная сетка расположена ниже срединной поверхности, кольцевые силы определятся значением предельных меридиональных сил в соответствии с формулой (3.49).

Принимаем, что поворот ребра в предельной стадии в нижнем шарнире происходит относительно оси, лежащей в плоскости действия в плите предельных меридиональных сил, положение которых определяется радиусом Rt ( 3.38) :

где А/1 — перемещение точки в поверхности действия предельных меридиональных сил в плите; А/2 — дополнительное перемещение,

происходит, по-видимому, относительно центра тяжести растянутой арматуры. Для упрощения расчета с некоторой погрешностью можно принять, что центр тяжести растянутой арматуры совпадает с /?4, т. е. с плоскостью действия предельных меридиональных сил в плите.

Работа сил растяжения арматуры. Принимаем, что в рассматриваемом сечении нормальные силы в шарнире имеют место, но они не совершают работы вследствие текучести арматуры. Это условие соответствует тому случаю, когда несущая способность сжатой зоны ребра сколь угодно близка к предельной, но полностью не исчерпана. Для упрощения расчетов принимаем, что в предельной стадии верхний диск ребра поворачивается около оси, проходящей в месте приложения предельных меридиональных сил в плите (точка /), поворот .нижнего диска относительно

4. Полная высота сжатой зоны плиты модели г\. Значение высоты сжатой зоны полки определяется в месте действия предельных кольцевых сил (у ребер), и в месте действия предельных меридиональных сил (кольцевой пластический шарнир). Из двух значений для дальнейших расчетов принимается меньшее:

5. Значение предельных меридиональных сил в плите N"'", отнесенных к 1 см сечения. Полная высота сжатой зоны сечения полки гп определяется выражением

Созданы электрические машины предельных мощностей, напряжений, токов с числом оборотов, изменяющимся от 1 оборота в сутки до 500 тыс. оборотов в минуту. Но надо создать электрические машины с микронным зубцовым делением, с изменяющимся полюсным делением, необходимо создать линейные ЭП, обеспечивающие точные перемещения в трехмерном пространстве, и другие электрические машины предельных параметров и показателей. Будущее робототехники — в соединении линейных трехмерных ЭП с микропроцессорами.

Созданы электрические машины предельных мощностей, напряжений, токов, электрические машины с частотой вращения от одного оборота в сутки до 1 млн. оборотов в минуту. Но надо создать электрические машины с микронным зубцовым делением, с изменяющимся полюсным

Повышение пропускной способности ЛЭП достигается в основном за счет увеличения напряжения, однако существенное значение имеет также изменение конструкции ЛЭП, введение различных дополнительных компенсирующих устройств, 'при которых влияние параметров, ограничивающих передаваемую мощность, оказывается уменьшенным. Например, на ЛЭП напряжением 330 кВ и щыше расщепляют провода в каждой фазе на несколько электрически связанных между собой проводников, при этом существенно улучшаются параметры линий (уменьшается ее реактивное сопротивление); применяют так называемую последовательную компенсацию — включение в линию конденсаторов и т. д. "> Возможности дальнейшего повышения предельных мощностей требуют увеличения напряжений и изменения конструкции ЛЭП. Они связаны с общим техническим прогрессом, в частности с успехами в полупроводниковой технике, созданием совершенных материалов, разработкой новых видов передачи энергии.

Гидрогенераторы выпускаются мощностью от 8 до 500МВт с номинальным напряжением от 3,15 до 15,75кВ, номинальным током от 0,6 до 21,65 кА, массой ротора от 30 до 890 т, общей массой генератора от 75 до 1650 т, диаметром ротора от 5 до 16 м. Гидрогенераторы являются многополюсными, а потому относительно тихоходными синхронными машинами. Частота их вращения обычно лежит в диапазоне 50—250 об/мин (у отдельных типов генераторов — до 500—600 об/мин). Поэтому при разработке гидроагрегатов предельных мощностей

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.

7.3. Зависимость предельных мощностей в створе ГЭС от уровней воды в водохранилище.

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.

до 935 т, общей массой генератора от 75 до 1790 т, диаметром ротора от 5 до 16 м. Гидрогенераторы являются многополюсными, а потому относительно тихоходными синхронными машинами. Частота их вращения обычно находится в диапазоне 50 — 250 об/мин (у отдельных типов генераторов до 500 — 600 об/мин). Поэтому при разработке гидроагрегатов предельных мощностей встают несколько иные проблемы, чем при разработке турбоагрегатов. Здесь важнейшими вопросами являются уменьшение осевого давления на подпятник генераторов, повышение быстроходности агрегатов, разработка надежных быстродействующих систем возбуждения, учет транспортных ограничений и т. п.

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.

Возможности дальнейшего повышения предельных мощностей требуют увеличения напряжений и изменения конструкции ЛЭП. Они связаны с общим техническим прогрессом, в частности с успехами в полупроводниковой технике, с созданием совершенных материалов, с разработками новых видов передачи энергии.

Начиная с 50-х годов по мере освоения производства и повышения надежности полупроводниковых выпрямителей, получают все большее применение вентильные системы возбуждения с кремниевыми диодами и тиристорами. В 60— 70-е годы вентильные системы возбуждения почти полностью вытеснили электромашинные системы возбуждения. Они повсеместно применяются не только для синхронных двигателей и генераторов небольшой мощности, но и для крупных турбогенераторов, гидрогенераторов и синхронных компенсаторов, в том числе и для установок предельных мощностей.