прочности (при частоте вращения 3000 об/мин). Кроме того, увеличить длину ротора
при заданном диаметре также невозможно из-за возникновения недопустимого прогиба
вала и резонансных явлений.
Не меньшая проблема — бандажи лобовых частей обмотки ротора (каппы) большого
диаметра из немагнитных материалов (составные роторы и бандажи при частоте
вращения 3000 об/мин не применяют вследствие низкой эксплуатационной
надежности).
С ростом мощности и интенсификации охлаждения меняются и показатели
турбогенераторов. Увеличивается токовая загрузка при сравнительно малой
изменяющейся магнитной индукции (последняя ограничена магнитными свойствами
материалов и не может быть существенно повышена). Резко снижается удельный
расход материалов, несколько возрастает КПД.
Наибольшая мощность двухполюсных генераторов традиционных типов, которую, по-
видимому, удастся реализовать в ближайшие 15 лет, будет 1500…2000 МВт, а
наибольшая мощность четырехполюсных 3000…4000 МВт.
Ясно, что для создания генераторов большей мощности понадобятся новые
конструкторские решения и материалы. В этой связи особые надежды ученые и
инженеры возлагают на сверхпроводимость. Недаром одним из основных направлений
развития науки намечены теоретические и экспериментальные исследования в области
сверхпроводящих материалов, а одним из основных направлений развития техники —
разработка сверхпроводниковых турбогенераторов. Сверхпроводящее
электрооборудование позволит резко увеличить электрические и магнитные нагрузки
в элементах устройств и благодаря этому резко сократить их размеры. В
сверхпроводящем проводе допустима плотность тока, в 10…50 раз превышающая
плотность тока в обычном электрооборудовании. Магнитные поля можно будет довести
до значений порядка 10 Тл, по сравнению с 0,8…1 Тл в обычных машинах. Если
учесть, что размеры электротехнических устройств обратно пропорциональны
произведению допустимой плотности тока на индукцию магнитного поля, то ясно, что
применение сверхпроводников уменьшит размеры и массу электрооборудования во
много раз!
По мнению одного из конструкторов системы охлаждения новых типов криогенных
турбогенераторов советского ученого И.Ф.Филиппова, есть основание считать задачу
создания экономичных криотурбогенераторов со сверхпроводниками решенной.
Предварительные расчеты и исследования позволяют надеяться, что не только
размеры и масса, но и КПД новых машин будут выше, чем у самых совершенных
генераторов традиционной конструкции.
Это мнение разделяют руководители работ по созданию нового сверхпроводникового
турбогенератора серии КТГ-1000 академик И.А.Глебов, доктора технических наук
В.Г.Новицкий и В.Н.Шахтарин. Генератор КТГ-1000 испытан летом 1975 г., за ним
последовал модельный криогенный турбогенератор КТ-2-2, созданный объединением
"Электросила" в содружестве с учеными Физико-технического института низких
температур АН УССР. Результаты испытаний позволили приступить к постройке
сверхпроводникового агрегата значительно большей мощности.
Приведем некоторые данные сверхпроводникового турбогенератора мощностью 1200
кВт, разработанного во ВНИИэлектромаш. Сверхпроводящая обмотка возбуждения
выполнена из провода диаметром 0,7 мм с 37 сверхпроводящими жилами из ниобий-
титана в медной матрице. Центробежные и электродинамические усилия в обмотке
воспринимаются бандажом из нержавеющей стали. Между наружной толстостенной
оболочкой из нержавеющей стали и бандажом размещен медный электротермический