Июнь 18th, 2013
В машине с неподвижным индуктором (обычная коллекторная машина постоянного тока) положение обмотки возбуждения зафиксировано. Витки обмотки якоря вращаются механически в одну сторону, а виток с током переключается электрически коллектором и вращается относительно якоря в обратную сторону. Механическая энергия возникает от вращения токового витка относительно проводников якоря. Фазовый сдвиг поддерживается постоянным за счет механического переключения при помощи коллектора.В машинах любого класса можно увеличить мощность, повысив ток в витках или напряженность магнитного поля, создаваемого токовыми витками. Однако имеется зависимость предельно допустимого магнитного поля якоря от поля индуктора. В синхронных машинах слишком сильное магнитное поле реакции якоря приводит к настолько высокой реактивности машины, что последняя выходит из синхронизма во время переходных процессов. В машинах постоянного тока слишком сильное поле якоря затрудняет работу коллектора. В обоих случаях основная трудность состоит в том, что для реверсирования тока якоря требуется слишком большая доля внутреннего напряжения.В обычных машинах, где используются медь и железо, данное ограничение усугубляется насыщением магнитной цепи железа. В крупных синхронных машинах удалось отодвинуть этот предел путем увеличения воздушного зазора до 130 мм, для чего потребовалось повысить плотность тока в обмотке возбуждения и значительно увеличить мощность возбудителя.Применение сверхпроводников в обмотках возбуждения этих крупных синхронных машин позволяет значительно повысить поле, создаваемое индуктором, при ничтожно малой мощности возбудителя. Ток якоря можно повысить пропорционально полю возбуждения, не доходя до предельных значений реактивности, что обеспечивает стабильность работы. Это означает, что мощность машины увеличится пропорционально В2; однако может оказаться, что увеличить ток якоря до таких высоких значений невозможно из-за трудностей охлаждения или потерь мощности (снижения к. п. д.). Вполне возможно, что верхний предел удельной мощности сверхпроводящих машин будет определяться прочностью конструкции, в особенности при коротких замыканиях.
