Потери возбуждения

Потери возбужденияВсе тепло от обмотки должно пройти через пазовую изоляцию, зубцовый слой и затем к наружной поверхности ротора, откуда поглощается охлаждающим газом. Для передачи тепловой энергии необходимо наличие перепадов температур на каждом из перечисленных участков. Как видно, перепад в пазовой изоляции имеет самостоятельное значение и составляет порядка Уз общего превышения температуры меди. К сожалению, большинство хороших электроизоляционных материалов являются также хорошими тепловыми изоляторами, и поэтому изоляция обмотки служит тепловым барьером между медью и охлаждающей средой.

Чем толще изоляция обмотки, тем больше тепловое сопротивление и тем больше перепад температур в изоляции. Отсюда вытекает необходимость совершенствовать конструкцию изоляции и уменьшать ее толщину. Мощность каждого турбогенератора определяется предельной температурой обмоток, причем лимитирующей в турбогенераторах малой и средней мощности обычно является температура обмотки ротора.

Предельная температура обмоток строго установлена ГОСТ для различных классов применяемой изоляции. В течение многих лет улучшались способы охлаждения ротора Метро-Виккерс, Дженерал Элекматериалы и увеличить единичную мощность генератора. В этих целях некоторые фирмы, кроме отвода потерь с поверхности, дополнительно делали подпазовые каналы и вентиляционные отверстия в зубцах ротора.

Обычно скорость охлаждающего газа в этих каналах невелика, и поэтому они дают незначительное снижение температуры обмотки. Кроме того, при воздушном охлаждении каналы часто засоряются и их эффективность снижается еще больше. Существенное снижение температуры обмотки дают вентиляционные каналы в зубцах, идущие по всей длине ротора (Метро-Виккерс, Дженерал Электрик — Англия и др.). Каналы в зубцах оказались выгодными потому, что через них прогоняется большое количество газа при относительно большой скорости в непосредственной близости от паза.

По данным испытаний турбогенераторов фирмы Метро-Виккерс аксиальные каналы в зубцах снижают перегрев обмотки ротора на 30° С.