§ 46. Синхронизатор (приспособление для изменения числа оборотов)
Это приспособление (фиг. 62) расположено на корпусе переднего блока и служит для изменения числа оборотов турбины на холостом ходу, для синхронизации турбогенератора при включении его на параллельную работу с сетью (в пределах от —3 до +7% от нормального числа оборотов), для регулирования частоты при самостоятельной работе турбогенератора на отдельную электрическую сеть и для изменения нагрузки турбины при параллельной работе с сетью, а также для поддержания общей частоты сети.
Приспособление состоит из дружины сжатия (в дополнение к пружинам регулятора скорости) и механизма, управляемого от руки или от электродвигателя, для изменения натяга этой пружины. Пружина 3 установлена между двумя тарелками 2 и 4, из которых тарелка 4 связана с верхним концом качающегося рычага 1 регулятора скорости, а тарелка 2 передвигается в случае надобности механизмом приспособления. Усилие сжатой между тарелками пружины 3 передается качающимся рычагом 1 через муфту и угловые рычаги на грузы регулятора скорости.
Вращению маховика приспособления по часовой стрелке соответствует уменьшение сжатия добавочной пружины, т. е. уменьшение числа оборотов турбины при работе турбогенератора на самостоятельную сеть или вхолостую и снижение нагрузки на турбоагрегат при работе на общую сеть с другими агрегатами. Наоборот, вращению маховика против часовой стрелки соответствует увеличение сжатия добавочной пружины, т. е. возрастание числа оборотов при самостоятельной работе или вхолостую и нагружение турбины при параллельной работе с сетью.
В случае ослабления сжатия дополнительной пружины при самостоятельной работе на сеть или при работе вхолостую суммарная сила пружин, приложенная к грузам регулятора, уменьшится, ввиду чего они начнут раздвигаться, перемещая муфту вправо (к кронштейну), а рычаг 7 (см. фиг. 64), сидящий на валике качающегося рычага и передающий движение муфты золотникам регулятора скорости (см. § 47), начнет приподнимать золотник Ø 60, в результате чего паровые регулирующие клапаны начнут опускаться, прикрывая доступ пара в турбину и уменьшая число оборотов.
Если нагрузка на турбину за время вращения маховика не изменилась, то грузы и муфта регулятора займут при ослабленном сжатии добавочной пружины фактически прежнее положение, причем равновесное состояние машины и равновесное положение грузов регулятора скорости будут иметь место при пониженном числе оборотов (фактически парораспределительные органы cлегкa прикроют доступ пара в турбину в соответствии с уменьшением потерь при понижении числа оборотов). Наоборот, увеличение сжатия (вращения маховика против часовой стрелки) приводит к возрастанию числа оборотов.
В случае ослабления сжатия дополнительной пружины при работе турбогенератора параллельно с другими турбогенераторами и сохранения неизменной общей мощности сети, грузы регулятора будут раздвигаться, перемещая муфту вправо, в результате чего парораспределительные органы прикроют доступ пара в турбину, и турбогенератор разгрузится.
Если общая мощность, потребляемая электрической сетью за это время, останется постоянной, то частота сети снизится, в результате чего сработают регуляторы скорости остальных работающих на сеть турбин, набирая на них нагрузку.
Нагрузка с рассматриваемой турбины перейдет на остальные турбины, причем в итоге частота сети несколько понизится. Наоборот, увеличение сжатия (вращение маховика против часовой стрелки) приводит к переходу части нагрузки с других турбин на рассматриваемую машину и к возрастанию частоты сети.
Рассмотрим конструкцию механизма (фиг. 62). Изменение натяга, как пояснено выше, производится перемещением тарелки 2. Эта тарелка находится на конце валика 5, расположенного внутри полого вала 11 и связанного с ним с правого конца через упорный шариковый подшипник. Вал 11 выточен заодно с маховиком с правой стороны. Маховик служит для вращения вала вручную. Снаружи вал имеет резьбу и при вращении перемещается в горизонтальном направлении по внутренней резьбе втулки 6, перемещая одновременно в том же направлении подвижную тарелку 2. Втулка 6 удерживается от вращения вместе с валом 11 червячным колесом 8, составляющим одно целое со втулкой и сцепляющимся с червяком 13.
Для дистанционного управления числом оборотов или нагрузкой турбины с главного электрического щита электростанции приспособление имеет также привод и от электродвигателя, сидящего на валу червяка 13. С турбинами поставляется электродвигатель постоянного тока с реверсом, причем направление вращения зависит от положения переключателя на главном щите.
Фиг. 63. Шкала указателя положения муфты регулятора скорости
При включении электродвигателя червячное колесо 8 начинает вращаться вместе с валом 11. При этом сидящий на колесе кулачок 12 сдвинет палец 10 вправо. Тогда утоненная часть пальца подойдет под вырез в штифте 9; штифт под действием сидящей на нем пружинки опустится, заскочит своим нижним концом в продольную шпоночную канавку вала 11 и удержит его от дальнейшего вращения вместе с червячным колесом. Втулка 6 будет продолжать вращение вместе с червячным колесом 8 и заставит вал 11 перемещаться поступательно вдоль оси в том иля ином направлении, в зависимости от направления вращения электродвигателя. Вместе с валом 11 будет передвигаться тарелка 2, поджимая или ослабляя дополнительную пружину 3. Для того чтобы механизм не заклинился в крайних положениях, с обоих концов шпоночной канавки на валу 11 имеются спиральные выточки, по которым штифт 9 выходит из шпоночной канавки, приостанавливая при этом перемещение вала 11 вдоль оси.
Для переключения механизма с электрического привода на ручной привод (от маховика) необходимо приподнять рукой штифт 9. Тогда палец 10 заскочит под действием насаженной на нем пружинки в уширенную часть выреза штифта 9 и будет удерживать его от опускания в шпоночную канавку вала 11. Осевой ход вала 11 приспособления составляет 73 мм.
Для определения хода муфты регулятора скорости на корпусе приспособления для изменения числа оборотов укреплена шкала 14, а к качающемуся рычагу прикреплена стрелка 15. Шкала фиг. 63 отградуирована таким образом, что ее деления соответствуют ходу муфты регулятора скорости, измеренному в миллиметрах. Необходимо следить за тем, чтобы стрелка указателя хода муфты при стоящей турбине указывала точно на нулевое деление шкалы.
Перед пуском турбины необходимо ослабить натяг дополнительной пружины, вращая для этого маховик 11 по часовой стрелке до предельного положения.
Для увеличения плавности изменения числа оборотов и нагрузки между электродвигателем и синхронизатором поставлен редуктор числа оборотов с внутренним зацеплением.
