Юный техник 1983-07, страница 8

более сильным электромагнитом, например, наращивать величину тока, питающего обмотки ротора. Но мы знаем, что при этом 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, и путь к компактным сверхмощным электромашинам открыт.

Но это была всего лишь принципиальная возможность, теоретические выкладки. На практическую реализацию этих соображений ушли десятилетия труда ученых и инженеров, исследовавших и создававших все более совершенные сверхпроводники, все более совершенную и надежную холодильную технику, которая требовалась для получения и поддержания в машине сверхнизких температур.

Принципиальное устройство криогенного генератора показано на рисунке-схеме. Ротор генератора — своеобразный со-суд-криостат, внутрь которого постоянно подают жидкий гелий с температурой —269° С. При этом обмотка ротора приобретает свойство сверхпроводимости. (Внешне обмотка, кусок которой мне показали в институте, выглядит просто как толстая медная проволока прямоугольного сечения. И сколько ее ни разглядывай, ничего особенного не высмотришь. Ведь каждая из тысяч сверхпроводящих жил, изготовленных из сплава ниобия и титана и запрессованных в медную шину, имеет диаметр меньше человеческого волоса!)

Чтобы лучше удерживать хо

лод внутри ротора, зона, где находится жидкий гелий, со всех сторон окружена вакуумными камерами. Вакуум — непревзойденный теплоизолятор. Поэтому многотонная машина потребляет в секунду всего лишь 3 грамма хладоагента! Но и тот гелий, что испаряется в роторе, не пропадает впустую. Особое устройство улавливает его и направляет в компрессор, где он вновь сжижается, а затем поступает в ротор. Иначе говоря, хладоагент циркулирует по замкнутому контуру практически без потерь.

Принцип работы криогенного генератора не отличается от обычного. Турбина вращает ротор, в обмотке которого течет постоянный ток. Магнитное поле, возникающее вокруг ротора, наводит в трехфазной обмотке статора переменную электродвижущую силу, или, если генератор подключен к нагрузке, скажем к городской электросети, возбуждает в ста-торной обмотке переменный ток.

Но теперь давайте сравним две одинаковые по мощности электромашины — криогенный генератор на 20 тысяч киловатт и обычный генератор той же мощности. Криогенная машина оказалась вдвое меньше! И коэффициент полезного действия у новой машины возрос. Прибавка вроде бы небольшая — всего полпроцента (у серийной машины — 98%, у криогенной — 98,5%). Но и эти полпроцента дают возможность обеспечить дополнительно энергией жильцов стоквартирного дома! Еще нужно учесть, что «двадца-титысячник» — сравнительно маломощная машина. Специа

6