До и после Победы. Книга 1
Шрифт:
В общем - нужны двигатели, двигатели и еще раз двигатели. На собрании, где я излагал эти мысли, тут же задали справедливый вопрос:
– А откуда возьмем генераторы для всех этих моторов ? Их же надо будет от чего-то запитывать ...
– Ну, часть моторов и будут генераторами ... вот чем их двигать ... а вот хотя бы паровозы - их у нас штук двести, а если восстановить разбитые, хотя бы топку-котел-паровую машину - то и триста. А там ведь мощности - ого-го !
– Ну да, ФД - под три тысячи лошадей.
– Ну вот - и две тысячи киловатт, то есть два мегаватта.
– Да побольше.
– Ну, округляю вниз - потери там и прочее ... вот и выходит, скажем, если выделить сотню-другую паровозов - то это двести мегаватт.
Народ притих от такой цифры. Еще бы - самая крупная в БССР Минская ТЭЦ-2 имела мощность 6,8 мегаватт, и хотя шли работы по расширению, закончить их не успели. А всего за 1940й год в БССР было произведено полмиллиарда киловатт-часов. Наши двести мегаватт при условии непрерывной
– А сколько у нас сейчас суммарной мощности ? Пять мегаватт ?
– Уже восемь с копейками. Это если считать вплоть до локомобильных генераторов на пять киловатт.
– Ну вот - а будет двести. Более чем в двадцать раз. Да это же мощь ! Только вслушайтесь: двести мегаватт ...
– Так и паровозы по мощности разные ...
– Думаю, пока нам ездить особо некуда, поэтому можем выделять самые мощные, а разъезжать - на остальных.
Народ зачесал репу. Конечно, ставить паровозы на электрогенерацию - это как-то ... нелепо, что ли ... с другой стороны - "а чего такого ?" - есть движок, он пока не используется - вот и задействуем. Тем более что техника не ломается, а просто разбирается, и частично используется для привода генераторов, а частично - лежит на складах. Ну или идет в переплавку на выделку стали - но про это я пока помалкивал - надо хотя бы продавить переделку паровозов в генераторы. Глаза главного энергетика, конечно, уже блестели от перспектив и возможности наконец перестать собачиться с производственниками насчет графиков включения их мощностей либо выклянчивая у них заводские энергоресурсы - многочисленные утряски каждый день и по несколько раз съедали много времени и нервов, но и без них не получалось обеспечивать электричеством всех потребителей, особенно учитывая частично разрушенные из-за войны генерирующие мощности, подстанции и передающие сети - тут и так маневр электроэнергией был возможен только на небольших расстояниях, так как единая энергосистема отсутствовала и потребители работали на той мощности, что вырабатывали местные электростанции, а то и генераторы, установленные на конкретных фабриках и заводах. И вот теперь появлялась перспектива расшить все узкие места и вдоволь напоить промышленность электричеством.
– А ведь если на паровозах, то их же можно и перемещать вдоль железной дороги.
– энергетик тут же взялся ковать железо, пока горячо.
– Ну да ... разве что монтажные работы ... большие вообще генераторы на два мегаватта ?
– Внутренний диаметр статора от 0,7 до 2 метров - в зависимости от количества пар полюсов. Мы предоставим промышленникам нужные чертежи.
– Ага, предоставите.
– главный промышленник был менее радостен - ведь теперь ему предстоит работа по планированию нового производства, хотя и он понимал, что новые мощности существенно увеличат и его возможности. Да и заполучить кучу электроприводов под это дело будет нелишним.
Проблема была в том, что электродвигатели были разными по конструкции и схеме управления, так как режимы работы у разных механизмов различаются, соответственно, этим режимам подходят электродвигатели разных конструкций.
ГЛАВА 28.
Причем разных не только по мощности, но и по конструкции. Я-то по наивности думал, что наделаем двигателей а-ля беличье колесо - насверлить отверстий в роторе, залить алюминием - типа замкнутая обмотка - и все дела. Фиг. Дело в том, что режим работы на прокатных станах - он периодический. Перед захватом заготовки валки вращаются замедленно, чтобы надежно захватить металл. После захвата скорость вращения увеличивается - идет прокатка. К ее концу скорость снова замедляется, чтобы прокатанную заготовку не выбросило слишком далеко. В конце двигатель вообще выключают, так как он без нагрузки стремится разогнаться. Затем, когда прокатанную полосу снова подведут к валкам, двигатель включают в обратном направлении - и все по новой. И так - по несколько раз в минуту. Конечно, на непрерывных прокатных станах двигатели работают обычно только в одном направлении и в практически постоянном режиме, за исключением периодов заправки проката и его окончания. Но у нас-то прокатка была прерывная, отсюда - другие требования к двигателям, причем не только самого прокатного стана, но и остальных вспомогательных механизмов - рольганга, кантователей, опускателей валка - у последнего число включений в час могло доходить до тысячи, да и рольганги включались-выключались по восемьсот раз. У нас, конечно, стан много времени простаивал, так что пока по этому показателю был большой резерв. Но это - пока.
И проблема тут не только в мощности, потребной для разгона и торможения всех этих масс. Проблема еще и в тепле. Температурные ограничения на работу двигателя накладывает прежде всего изоляция проводов. Так, хлопок, шелк, бумага, пропитанные маслом, относятся к изоляции класса А и обеспечивают работу двигателя до температуры в 65 градусов по цельсию. Если же эти материалы применяются без пропитки - то лишь до 50. Слюда, асбест на вяжущих веществах обеспечивают уже 85 градусов. Слюда, асбест и стеклянная пряжа на теплостойких лаках - 100 градусов, ну и они же, но без лаков, то есть намотанных на провода всухую, а также фарфор, кварц - вообще не накладывают ограничений по температуре. Нам пока были доступны только изоляторы класса А.
Причем мы находились в худших условиях еще и по проводникам - у нас почти что не было электролитической меди, так что мы были вынуждены использовать другие цветные металлы. Так, расчеты показывали, что вполне можно применить дюралюминий - его удельное сопротивление всего в два-три раза выше, чем у меди и на тридцать процентов выше, чем у алюминия. А ведь в обмотках применяли и латунь, а ее сопротивление в пять-семь раз выше, чем у меди. Но у нас ведь есть еще и паровозы с их медными топками - и пусть эта медь не электролитическая, ее сопротивление выше чем у чистой меди - но все-равно ее сопротивление меньше, чем у алюминия и тем более у дюралюминия. Но медь нужна и для других целей - например, для ведущих поясков снарядов, хотя мы и начали делать попытки использовать там мягкое железо. В любом случае - как минимум пару десятков тонн на двигатели выделить сможем, хотя бы на самые ответственные. А уж остальную проводку откатаем из дюралюминия - битых самолетов у нас хватало, и этого металла скопилось несколько десятков тонн. Так что маневр по материалам-то у нас был, но вот двигатели приходилось рассчитывать на повышенные тепловые режимы - наши проводники будут выделять больше тепла. Так что приходилось либо делать более массивные двигатели, с большим количеством полюсов, чтобы уменьшить токи обмоток, либо увеличивать вентиляцию, ну либо выдерживать такие режимы работы оборудования, при которых двигатель успевал бы подостыть между сеансами работы.
Причем тепло выделяется не только при работе, но и, например, при торможении. Затормозить двигатель можно несколькими способами - переключить его в режим генератора, когда он остановится за счет потерь набранной механической энергии на генерацию тока, динамическим торможением - почти то же самое, только генерируемый при торможении ток идет на отдельное сопротивление, на которое переключается генерирующая обмотка двигателя, третий способ торможения - противовключением, когда полюса меняются местами и двигатель по сути начинает крутиться в обратную сторону, то есть в первые мгновения после такого переключения он сначала тормозит набранную самим двигателем и приводимыми им частями станка механическую энергию, и только потом начинает на самом деле вращаться в обратную сторону - именно этот метод чаще всего применяется на реверсивных станах - им ведь все-равно надо вращаться в обратную сторону, так что для двигателя создают схемы реверса - так почему бы их же не использовать и для торможения ? Вот и используют.
Причем асинхронные короткозамкнутые двигатели, которые я и предполагал использовать по незнанию всех тонкостей, хотя и были самыми простыми по конструкции, не подходили еще из-за характера работы прокатного стана - он часто запускался и останавливался, соответственно, часто возникал режим генерации электричества - и, так как обмотка ротора была короткозамкнутой, все это сгенерированное электричество и оставалось внутри ротора, превращаясь в тепло. В отличие от короткозамкнутых, двигатели с кольцами - асинхронные, синхронные или двигатели постоянного тока - позволяли выводить генерируемый при торможении ток из ротора наружу - и отводить его на внешнее сопротивление, где и выделялось тепло. Разве что вводить механические тормоза, которые и будут останавливать двигатель - но это все-равно требует контроля со стороны управляющих схем - перед нажатием тормоза двигатель надо отключить.
Вот, кстати, возникает новая точка управления - при торможении надо не просто отрубить двигатель и ждать, когда он остановится за счет генерируемой ЭДС, и, в меньшей степени, за счет трения, а переключить его обмотки на это внешнее сопротивление - ведь надо затормозить не только сам двигатель, но и те массы, что до этого он вращал. И таких точек контроля в двигателях оказалось немало - а не так что одна кнопка включил-выключил.
Ведь в двигателе может быть несколько обмоток - якоря, статора, возбуждения, противокомпаундная, независимая, самовозбуждения и что там еще - за прошедшие сто лет инженеры-электрики придумали множество схем, и всеми ими надо управлять - вовремя подключать и отключать, причем для разных режимов работы порядок включения будет различаться, нужно в четкой последовательности подавать нужные токи, регулируя их либо сопротивлениями - переменными или выбирая переключателем один из набора постоянных - либо подключать к разным питающим цепям - например, от понижающего или обычного трансформатора - схем управления и работы были десятки. Так что процесс управления двигателем представляет собой сложную задачу - в зависимости от требующегося в данный момент режима - пуск, останов, длительная работа, включение реверса - а также нагрузки порой требуется согласованно и в нужной последовательности перещелкнуть и передвинуть до десятка регуляторов и выключателей, чтобы поменять токи, протекающие через обмотки, и тем самым получить нужную механическую характеристику, которая и вытекает из схемы включения и проходящих по ней токов.