Cтраница 4
Использование явления сверхпроводимости может представлять определенный интерес для бесщеточных тиристорных систем возбуждения обычных турбогенераторов большой мощности. В данном случае прочность листовой электротехнической стали ограничивает размеры якоря, а следовательно, и мощность обращенной синхронной машины. Применение сверхпроводящей обмотки позволяет для данной мощности снизить габариты возбудителя или при заданных габаритах существенно увеличить его мощность. Для тиристорного преобразователя необходимо приблизительное поддержание напряжения возбудителя. Сверхпроводящая обмотка возбуждения обеспечивает постоянство магнитного потока, в результате чего напряжение якоря будет приблизительно неизменным. [46]
Возбудительная система должна обеспечить удвоенные напряжения и ток в режиме форсирования в течение 10 - 20 с. В результате максимальная мощность возбудительной системы примерно в четыре раза превысит номинальную мощность возбуждения турбогенератора. Для турбогенератора со сверхпроводящей обмоткой возбуждения наряду с проблемой больших токов и повышенных напряжений приходится иметь дело с высокими значениями энергии в обмотке ротора. С ростом мощности криотурбогенераторов энергия, запасенная в сверхпроводящей обмотке возбуждения, возрастает. Так, например, если запасенная энергия в сверхпроводящей обмотке возбуждения криотурбогене-ратора мощностью 20 MB А составляет около 1 МДж, то в крио-турбогенераторе мощностью 300 MB-А - свыше 4 МДж, а в крио-турбогенераторе мощностью 1200 MB-А - около 30 МДж. Изменение таких больших энергий, необходимое для обеспечения динамической устойчивости турбогенераторов, требует источников питания кратковременного действия очень высоких мощностей. И это является главной особенностью возбудительных систем сверхпроводниковых турбогенераторов. [47]
При создании криотурбогенераторов стремятся к возможно более высокой конструктивной плотности тока в обмотке возбуждения. Верхним ее пределом является критическая плотность тока сверхпроводящего материала. Но не только критические параметры сверхпроводника ограничивают плотности тока в сверхпроводящей обмотке. Допустимую плотность тока ограничивает также необходимость предотвращения перегрева обмотки при переходе ее в нормальное состояние и при ее разряде на внешнее сопротивление. Максимально допустимая температура в обмотке возбуждения определяется свойствами сверхпроводника или изоляции и составляет 100 - - 400 С. Количество энергии, которую допустимо выделить в сверхпроводящей обмотке без опасного повышения ее температуры, зависит от теплопроводности обмотки, ее теплоемкости, сопротивления в нормальном состоянии, наличия хладагента в обмотке. Допустимая плотность тока оказывается зависящей от допустимой скорости уменьшения тока в обмотке возбуждения при ее разряде, а это определяется напряжением, на которое рассчитана изоляция сверхпроводящей обмотки возбуждения. [48]