Техника - молодёжи 1987-11, страница 37

Для перевозки исполина был сконструирован уникальный многоосный сочлененный транспортер на 500 т. Статор массой в 450 т и длиной 11 м везли на платформе, которая опиралась на поворотные круги, установленные на тележках — каждая из 16 колесных пар. Длина транспортера достигала 64 м...

Сегодня рассчитан потолок мощности, который может быть достигнут обычным, традиционным путем. Ученые сумели с достаточной точностью вычислить эту предельную мощность: 2,5—3 млн. кВт, то есть максимум в 2,5 раза больше, чем у нынешних машин. А построенные и строящиеся в Сибири и Казахстане могучие элек

тростанции могли бы принять электромашины мощностью, скажем, в 5 млн кВт! Не за горами то время, когда энергетике понадобятся электромашины мощностью в 10 млн. кВт и даже более!

Ленинградские электромашиностроители, создавая самые мощные в мире генераторы, испытывая самые совершенные системы охлаждения, ближе всех и раньше всех подошли к предельным для традиционных электромашин мощностям. Это был как раз тот самый случай, когда лидеру с достигнутой высоты открываются дальние горизонты, цели.

Чтобы определить пути к ним, полезно бывает оглянуться назад, в прошлое. В 1911 году голландский физик Г. Каммерлинг-Оннес

обнаружил, что некоторые металлы при близких к абсолютному нулю температурах становятся сверхпроводниками. Использование эффекта сверхпроводимости открывало путь к созданию электромашин с предельно высокими кпд и предельно малыми потерями энергии на нагрев обмоток — ведь у сверхпроводника исчезает электросопротивление, а значит, он не выделяет тепла. Но дело не только в кпд. Как мы уже говорили, чтобы поднять мощность электромашины, не увеличивая ее габаритов, нужно делать ротор все более сильным электромагнитом, то есть наращивать величину тока, питающего его обмотки. Но мы знаем, что тогда обостряется проблема

отвода тепла. А если обмотки ротора сделать из сверхпроводника? В этом случае тепла будет выделяться ничтожно мало. Следовательно, ток в обмотках ротора можно увеличить, тогда и путь к комплексным сверхмощным электромашинам откроется.

Принцип работы новой машины такой же, как у обычной. Вращающаяся часть турбогенератора — ротор — приводится в действие паровой турбиной. Его обмотка питается постоянным током от специальной машины — возбудителя,— создающим магнитный поток и делающим ротор электромагнитом. В неподвижной части турбогенератора — статоре — тоже расположены проводники электрического тока. При вращении

ротора его магнитные силовые линии пересекают обмотку статора, в ней наводится переменная электродвижущая сила ЭДС.

Главная особенность конструкции — в устройстве ротора. Поскольку у сверхпроводящей обмотки отсутствует сопротивление постоянному току, в ней совсем нет потерь энергии, увеличивается кпд электрической машины.

Но это еще не все. Обычная электрическая машина не может работать без стального магнито-провода, который многократно усиливает магнитный поток. Для крупной машины такой магнито-провод — это десятки и сотни тонн массы, им определяются размеры турбогенератора.

Обработка ротора.

Плотность тока в сверхпроводящей обмотке возбуждения существенно больше, чем у обычной. Она создает столь мощное магнитное поле, что уже нет необходимости использовать сталь в роторе. Правда, стальной сердечник нужен в статоре, чтобы замкнуть магнитный поток внутри машины. Только теперь и его можно сделать более легким, упростить его конструкцию. (Напомним, что замыкание магнитного потока в корпусе турбогенератора необходимо и для защиты людей от действия сильных магнитных полей. Кроме того, в окружающих машину металлических конструкциях не будут наводиться вихревые токи.)

Поскольку можно полностью убрать магнитную сталь из ротора

35