Кинетическая энергия

Кинетическая энергияПри изготовлении больших поковок в результате неравномерного охлаждения наружных и внутренних слоев металла могут появиться значительные (до 600 кГ/см2) осевые внутренние напряжения. Чтобы снизить эти напряжения, принимаются специальные меры: проковка слитка, термическая обработка и др. Для того чтобы полностью исключить влияние оставшихся осевых напряжений на некоторых крупных турбогенераторах, например ТВ2-100-2, в бочке ротора прорезают 8-10 поперечных кольцевых канавок шириной 12-15 мм на глубину до 70 мм. Эти же канавки благодаря вентилирующему действию выравнивают разницу температур по сечению бочки ротора, которая имеет место в работе генератора. В турбогенераторах с непосредственным охлаждением обмотки ротора кольцевые канавки не делаются, потому что бочка нагревается сравнительно равномерно, так как тепло отводится непосредственно охлаждающим газом, а не через бочку, как в турбогенераторах с поверхностным охлаждением.

Кинетическая энергия турбины передается ротору генератора в виде крутящего момента, который воспринимается концевой частью ротора со стороны турбины. Кроме того, каждый конец ротора изгибается силой, равной реакции опоры (подшипника) и составляющей при симметричном роторе половину его веса.

В силу этого концы ротора воспринимают на себя скручивающий и изгибающий моменты и находятся в сложном напряженном состоянии. Подсчитанные по формуле (1-22) напряжения в крупных турбогенераторах не превышает 1 500 кГ/см2. Следует помнить, что эти напряжения могут быть превзойдены при внезапном коротком замыкании на выводах статорной обмотки генератора, а также при переходе ротора генератора через критическое число оборотов.

Кроме того, напряжения в концевой части ротора могут увеличиваться за счет концентрации напряжения, вызванной резким изменением диаметров ротора. При коротком замыкании электрический момент между статором и ротором увеличивается в 8-10 раз, однако крутящий момент только в 1,5 раза больше, так как значительная часть электромагнитного момента поглощается маховыми массами роторов генератора и турбины.