Рождающие ток

Рождающие ток

Нам осталось выяснить, какие машины вырабатывают электрический ток для двига­телей, для освещения, для других целей.

Эти машины — генераторы посто­янного и переменного тока. Они очень похожи по устройству на те же электро­двигатели. Мало того, вращайте каким-либо посторонним двигателем якорь электромотора постоянного тока, и он начнет давать ток — сделается генератором. В самом деле, если при­нудительно двигать проводник в магнитном поле, то в проводнике наведется (индуктирует­ся) ток. Но по техническим соображениям ге­нераторы переменного тока строят немного иначе, чем двигатели.

Возьмем для примера генератор перемен­ного тока крупной тепловой электростанции.

Его статор имеет внутри обмотку — именно в ней при работе возникает электрический ток. А ротор представляет собой цилиндр с двумя магнит­ными полюсами — северным и южным. Если намагнитить ротор (для этого достаточно про­пустить в полюсные обмотки постоянный ток от постороннего источника) и затем привести его во вращение, в обмотке статора появится переменный ток. Для возбуждения ротора чаще всего применяют отдельный небольшой гене­ратор постоянного тока. Этот генератор «наде­вают» прямо на вал ротора. В самое последнее время в нашей стране разработана другая кон­струкция: вместо генератора-возбудителя дей­ствуют полупроводниковые выпрямители тока. Они отбирают ничтожную часть энергии самого генератора, выпрямляют переменный ток и по­лученным постоянным током питают обмотку ротора.

В Советском Союзе и во всей Европе принята частота переменного тока, равная 50 периодам в секунду. Иными словами, ток в течение се­кунды должен 50 раз течь в одну сторону и столько же в другую. Значит, и ротор генера­тора должен делать в секунду ровно 50 оборо­тов. В минуту это составит 3 тыс. оборотов. С такой скоростью и работают генераторы теп­ловых электростанций: их приводят в движе­ние турбины, специально рассчитанные на та­кой ход.

А на гидроэлектростанциях? Там, особенно при небольшом напоре падающей воды, гидро­турбины приходится делать очень крупными, иначе не получишь нужной мощности. Такую турбину нельзя раскрутить ни до 3000, ни даже до 1000 или 500 об/мин — многотонная махина лопнет от гигантских центробежных сил. Совре­менные мощные гидротурбины делают не боль­ше 100 об/мин. Как тут быть с генератором?

Выход найден. Ротор гидротурбогенерато­ра — это «лепешка», колесо очень большого диаметра. И на своей окружности такое колесо несет не одну пару магнитных полюсов, а много пар — до 120. По форме ротора делается и ста­тор. Его обмотка — это ряд проводников, со­единенных последовательно, в непрерывную це­почку. Проносясь мимо проводников статора, полюсы наводят в них электродвижущую силу. Это происходит так же часто, как в генераторе тепловой станции, где скорость вращения 3 тыс. об/мин. Поэтому частота 50 периодов в секунду сохраняется и здесь.

Мощность современных электрических гене­раторов в нашей стране огромна — до 500 тыс. квт (проектируются и более мощные). Четыре таких генератора (их строят в нашей стране для Красноярской и других сверхмощных ГЭС) могут дать столько энергии, сколько было намечено ленинским планом ГОЭЛРО для всей России.