Орчин үеийн цахилгаан инженерийн хамгийн чухал машинуудын нэг бол генератор юм. Тэд механик энергийг цахилгаан эрчим хүч болгон хувиргах замаар орон сууц, үйлдвэр, хотыг тэжээхэд шаардлагатай цахилгаан эрчим хүчийг хангадаг. Генератор бүрийн гол цөм нь хувьсах гүйдлийг бий болгоход чухал үүрэг гүйцэтгэдэг машины эргэдэг хэсэг болох ротор гэж нэрлэгддэг чухал бүрэлдэхүүн хэсэг юм.
Энэ нь ирэхэд өндөр хурдны генераторууд , роторын загварыг сонгох нь дур зоргоороо биш юм. Эргэлтийн өндөр хурд нь роторын механик болон дулааны гүйцэтгэлд онцгой шаардлага тавьдаг бөгөөд энэ нь зөвхөн тодорхой загварт тохиромжтой гэсэн үг юм. Өндөр хурдны генераторуудад хамгийн түгээмэл хэрэглэгддэг ротор нь цилиндр хэлбэртэй ротор бөгөөд мөн ялгардаггүй туйл ротор гэж нэрлэгддэг.
Энэ нийтлэлд яагаад цилиндр хэлбэртэй роторыг өндөр хурдны генераторын хувьд сонгосон, бусад роторын загвараас юугаараа ялгаатай, ямар давуу талтай, дэлхий даяар эрчим хүч үйлдвэрлэхэд үзүүлэх нөлөө зэргийг нарийвчлан судлах болно.
Роторын үүргийг ойлгох
Генераторт ротор нь соронзон орон үүсгэдэг талбайн ороомог эсвэл соронзыг зөөдөг. Генераторын хөдөлгөөнгүй хэсэгт (статор) эргэлдэж байх үед роторын соронзон орон ба статорын ороомгийн хоорондын харилцан үйлчлэл нь хувьсах гүйдлийг үүсгэдэг.
Роторгүй бол генератор ажиллах боломжгүй. Гэхдээ сонгосон роторын төрөл нь зориулалтын хэрэглээнээс ихээхэн хамаардаг. Эргэлтийн хурд, генераторыг жолоодох арга, машины хэмжээ нь тод туйлын ротор эсвэл цилиндр хэлбэртэй роторыг ашиглахад нөлөөлдөг.
Роторын төрлүүд
Роторын хоёр үндсэн ангилал байдаг:
Ил тод туйлын роторууд - Эдгээр нь дугуйны хигээстэй төстэй гадаргуугаас гадагш гарсан туйлуудтай. Тэдгээр нь ихэвчлэн том диаметртэй, тэнхлэгийн урт нь богино, бага ба дунд хурдтай байдаг.
Цилиндр роторууд - Эдгээр нь талбайн ороомгийг байрлуулахын тулд гадаргуугийн дагуу зүсэгдсэн нүхтэй, гөлгөр, цилиндр хэлбэртэй байдаг. Тэдгээрийн диаметр нь бага, тэнхлэгийн урт нь урт, эргэлтийн өндөр хурдтай байдаг.
Хэдийгээр хоёр загвар нь чухал зорилготой боловч зөвхөн нэг нь өндөр хурдны генераторуудад тохиромжтой.
Роторыг өндөр хурдны генераторуудад ашигладаг
онд өндөр хурдны генераторууд , ашигласан ротор нь цилиндр хэлбэртэй ротор юм. Энэхүү загвар нь өндөр хурдтай үед үүсдэг асар их механик ачааллыг тэсвэрлэх чадвартай бөгөөд ихэвчлэн 50 Гц системд минутанд 1500 эргэлт, 60 Гц системд минутанд 3000 эргэлт хүрдэг. Уурын турбинд холбогдсон том турбо генераторуудад цилиндр хэлбэртэй роторууд нь стандарт сонголт юм.
Яагаад цилиндр хэлбэртэй роторыг илүүд үздэг вэ?
Цилиндр хэлбэртэй роторууд өндөр хурдны генераторын загварт давамгайлах хэд хэдэн шалтгаан бий.
Механик хүч
Маш өндөр хурдтай үед роторт үйлчлэх төвөөс зугтах хүч маш хүчтэй болдог. Цутгасан туйлтай ротор нь эдгээр хүчийг тэсвэрлэх чадваргүй, учир нь туйл нь стрессийн үед салж болно. Цилиндр хэлбэртэй роторын гөлгөр гадаргуу нь стрессийг жигд хуваарилж, тогтвортой байдал, аюулгүй байдлыг хангадаг.
Илүү сайн аэродинамик
Цилиндр ротор нь гөлгөр байдаг тул ээрэх үед агаарын эсэргүүцэл багатай байдаг. Энэхүү аэродинамик үр ашиг нь түүнийг чичиргээ, дуу чимээ багатай өндөр хурдтайгаар эргүүлэх боломжийг олгодог бөгөөд ийм нөхцөлд шонгийн загвараас хамаагүй найдвартай болгодог.
Компакт дизайн
Цилиндр ротор нь өргөн, том биш харин урт, нарийхан байдаг. Энэхүү нягтрал нь тэнцвэрийг сайжруулж, роторыг дулааны болон атомын цахилгаан станцын өндөр хурдны турбинуудтай шууд холбох боломжийг олгодог.
Агаарын жигд цоорхой
Генераторын хувьд ротор ба статорын хоорондох агаарын зай нь соронзон хэлхээний гүйцэтгэлд нөлөөлдөг. Цилиндр роторууд нь жигд агаарын цоорхойг хадгалдаг бөгөөд энэ нь урсгалын жигд тархалт, гажуудал багатай, илүү үр ашигтай ажиллахад хүргэдэг.
Үр дүнтэй хөргөлт
Өндөр хурдны генераторууд ихээхэн хэмжээний дулаан үүсгэдэг. Цилиндр роторууд нь тэнхлэгийн болон радиаль агааржуулалтын сувгаар бүтээгдсэн бөгөөд энэ нь сэрүүн агаар, тэр ч байтугай устөрөгчийг эргэлдүүлдэг. Энэ нь хэт халалтаас сэргийлж, ротор нь хүнд ачааллын үед тасралтгүй ажиллах боломжийг олгодог.
Цилиндр роторын онцлог
Цилиндр роторууд яагаад өндөр хурдны генераторуудад илүү сайн байдгийг ойлгохын тулд тэдгээрийн үндсэн шинж чанаруудыг авч үзэх нь тусална.
Тэдгээр нь гөлгөр гаднах гадаргуутай бөгөөд энэ нь тэнцвэрийг сайжруулж, механик ачааллыг бууруулдаг.
Тэдгээр нь тэнхлэгийн уртаас урт , голчтой туйлын ротортой харьцуулахад бага диаметртэй байдаг.
Тэдгээрийг ихэвчлэн үйлдвэрлэдэг хуурамч гангаар бөгөөд өндөр хурдыг тэсвэрлэхэд шаардлагатай хүчийг өгдөг.
Эдгээр нь агуулдаг . агааржуулалтын сувгийг дотоод хөргөлтийн үр дүнтэй
тэдгээр нь ихэвчлэн хоёр эсвэл дөрвөн туйлтай байдаг.Өндөр хурдны машинууд хүссэн давтамжийг бий болгохын тулд цөөн тооны туйл шаарддаг тул
Цилиндр роторын өндөр хурдны генератор дахь хэрэглээ
Цилиндр роторыг ашигладаг өндөр хурдны генераторууд нь ихэвчлэн уур эсвэл хийн турбиноор ажилладаг эрчим хүч үйлдвэрлэх системд байдаг.
Дулааны цахилгаан станцууд
Дулааны цахилгаан станцад ашигладаг уурын турбинууд өндөр хурдтай ажилладаг. Тэдгээрт холбогдсон генераторууд нь эдгээр хурдтай тохирч байх ёстой бөгөөд энэ нь цилиндр хэлбэртэй роторыг байгалийн сонголт болгодог.
Цөмийн цахилгаан станцууд
Дулааны станцуудын нэгэн адил атомын станцууд уурын турбин дээр тулгуурладаг. Цилиндр хэлбэртэй ротор нь цахилгаан эрчим хүчийг тасралтгүй, найдвартай хангахад шаардлагатай тогтвортой, өндөр хурдны ажиллагааг хангадаг.
Хийн турбин цахилгаан станцууд
Хийн турбинууд уурын турбинуудаас ч өндөр хурдтай ажилладаг. Цилиндр роторууд нь эдгээр эрс тэс нөхцөлд ажиллах зориулалттай бөгөөд цахилгаан эрчим хүчийг үр ашигтай, аюулгүйгээр хангадаг.
Дизайнтай холбоотой анхаарах зүйлс
Инженерүүд цилиндр хэлбэртэй роторыг зохион бүтээхдээ хэд хэдэн чухал хүчин зүйлийг харгалзан үзэх ёстой.
Төвөөс зугтах стрессийн менежмент - Роторыг хамгийн дээд хурдтай ажиллахгүй байхын тулд тооцооллыг хийдэг.
Туйлны дугаар – Эргэлтийн өндөр хурдыг бий болгохын тулд 2 эсвэл 4 туйлаар хязгаарлагдана.
Хөргөлтийн систем - Устөрөгч эсвэл агаарын хөргөлтийг загварт нэгтгэсэн. Устөрөгчийг ихэвчлэн маш том генераторуудад ашигладаг, учир нь энэ нь маш сайн дулаан дамжуулах шинж чанартай бөгөөд агаараас бага нягттай байдаг.
Динамик тэнцвэржүүлэх - Аюултай чичиргээнээс урьдчилан сэргийлэхийн тулд роторыг сайтар тэнцвэржүүлдэг.
Тусгаарлагч - Талбайн ороомог нь цахилгаан болон дулааны стрессийг тэсвэрлэхийн тулд тусгаарлагдсан байдаг.
Цилиндр роторын хязгаарлалт
Цилиндр роторууд нь өндөр хурдны генераторуудад тохиромжтой боловч зарим сул талуудтай байдаг. Нарийн боловсруулалт шаарддаг тул тэдгээрийг үйлдвэрлэхэд илүү үнэтэй байдаг. Эдгээр нь бага хурдтай хэрэглээнд тохиромжгүй, тод туйлын ротор нь илүү үр дүнтэй, хэмнэлттэй байдаг. Засварын ажил нь дизайны нарийн төвөгтэй байдлаас шалтгаалан нарийн мэргэжлийн ур чадвар шаарддаг тул засвар үйлчилгээ нь өөр нэг сорилт юм.
Роторын технологийн дэвшил
Орчин үеийн инженерчлэл нь цилиндр роторыг илүү үр ашигтай болгодог шинэлэг зүйлийг авчирсан.
ашиглах нь Өндөр бат бэх хайлш бат бөх чанарыг сайжруулдаг.
Устөрөгчийн хөргөлтийн систем нь хэт халалтгүйгээр илүү өндөр эрчим хүч гаргах боломжийг олгодог.
Дижитал хяналт нь температур, чичиргээ, хурдыг бодит цаг хугацаанд хянадаг.
Сайжруулсан тусгаарлагч материал нь хүнд хэцүү нөхцөлд роторын ашиглалтын хугацааг нэмэгдүүлдэг.
Эдгээр дэвшилтүүд нь цилиндр хэлбэртэй роторуудыг механик болон дулааны хязгаарт ойртуулах боломжийг олгож, өндөр хурдны генераторуудын хүрч болох хил хязгаарыг түлхэж өгдөг.
Орчин үеийн эрчим хүчний үйлдвэрлэлд үзүүлэх нөлөө
Цилиндр хэлбэртэй роторыг өндөр хурдны генераторуудад өргөнөөр ашиглах нь цахилгаан эрчим хүчний үйлдвэрлэлийг өөрчилсөн. Тэдгээргүйгээр том хэмжээний дулааны болон цөмийн станцууд орчин үеийн нийгмийг эрчим хүчээр хангахад шаардагдах асар их хэмжээний эрчим хүчийг хангах боломжгүй болно. Тэдний найдвартай байдал нь цахилгаан сүлжээг тогтвортой байлгахын зэрэгцээ үр ашиг нь түлшний зарцуулалт, ашиглалтын зардлыг бууруулдаг.
Дүгнэлт
Тэгэхээр өндөр хурдны генераторт ямар роторыг ашигладаг вэ? Хариулт нь тодорхой байна: цилиндр хэлбэртэй ротор, мөн бус туйлын ротор гэж нэрлэдэг. Түүний гөлгөр дизайн, механик хүч чадал, аэродинамик үр ашиг, хөргөх чадвар нь минутанд хэдэн мянган эргэлт хийх ёстой машинуудын цорын ганц боломжит хувилбар юм.
Үлэмж туйлын роторууд нь бага хурдтай генераторуудад, ялангуяа усан цахилгаан станцуудад чухал байр суурь эзэлдэг боловч дулааны, цөмийн болон хийн турбин станцуудын адил хурд, тогтвортой байдал шаардлагатай үед цилиндр хэлбэртэй ротор зайлшгүй шаардлагатай байдаг.
Цилиндр хэлбэртэй роторууд нь өндөр хурдны генераторуудыг найдвартай, үр ашигтай ажиллуулах боломжийг олгосноор орчин үеийн эрчим хүчний үйлдвэрлэлийн гол тулгуур болж, дэлхийн өнцөг булан бүрт үйлдвэр, хот, орон сууц руу цахилгаан тасралтгүй урсах боломжийг баталгаажуулж байна.
