Главный инженер. Жизнь и работа в СССР и в России. (Техника и политика. Радости и печали) - Лев Токарев

Изучая параллельную работу машин переменного тока, я часто задумывался – какая сила заставляет лампы синхронизации останавливаться в процессе «мигания». Такое состояние получило даже название «зависание». В конце концов, я понял, что причина в токе, текущем по самим лампам синхроноскопов. Хотя токи через лампы составляют всего доли процентов от мощности автономно работающих машин, но они же идут по статорам генераторов, а значит создают синхронизирующие моменты. В условиях практического отсутствия возмущений этого достаточно, чтобы удерживать генераторы в состоянии синхронного вращения. Естественно, что сразу за этим открытием пришла мысль об искусственном усилении синхронизирующего момента. Но на генераторы здесь воздействовать нечем. Значит надо воздействовать на первичные двигатели, в данном случае на приводные двигатели постоянного тока. Надо создать датчик разности не только частот, но и углов, и их сигналы подать на возбуждение хотя бы одного двигателя. Так я и сделал. Разработал и изготовил преобразователь угла между векторами напряжений, собрал схему реверсивного усилителя, сложил сигналы по разности частот и по углу. И всё получилось! Развожу частоты машин герц на 5, получаю частое мигание ламп синхронизации. Включаю систему. Частоты вращения генераторов начинают сближаться, период загорания ламп увеличивается, увеличивается и становится близким к нулю. Свечение ламп синхронизации всё уменьшается и уменьшается. Наконец лампы погасают и уже не вспыхивают снова. Это значит, что машины вошли в синхронизм исключительно за счёт воздействия на первичные двигатели генераторов. Ради таких мгновений стоит жить! Это невообразимое счастье!

Но потом наступила пора разочарований. Принцип синхронного и синфазного вращения заработал, но небольшое возмущение в виде включения нагрузки одного генератора выводила машины из устойчивого равновесия. Происходили «провороты» синхронных генераторов относительно друг друга и только по истечении нескольких секунд равновесие, то есть синхронное вращение, восстанавливалось.

Ясно, что причина слабой устойчивости заключалась– в электромагнитной инерции усилителей разностного сигнала и обмотки возбуждения двигателя. О механической инерции вращающихся масс агрегатов не говорю, поскольку на эти факторы воздействовать невозможно.

Разработать реальную систему синхронного и синфазного вращения турбогенераторов мощностью в тысячи киловатт удалось только через несколько лет в ЦНИИ СЭТ, с помощью целой лаборатории, которую позволил мне создать Азовцев. Александр Алексеевич был действительно выдающимся организатором. Уж он – то точно знал, что способным к творчеству людям надо давать полную свободу. Он мне и дал эту свободу. Мы добились даже приказа министра Судостроительной промышленности об организации разработки и серийного производства системы синхронного и синфазного вращения турбогенераторов для АПЛ. Разработку выполнили, в основном, Э.Г. Могелевский и мой аспирант А.Г. Матвеев, по результатам этой работы защитивший кандидатскую диссертацию.

Возвращаясь к принципам организации научной работы, должен ещё раз сказать, что идеи всегда основываются на массе побочных разработок. В данном случае разве могла у меня родиться мысль о возможности реализации синфазного вращения, если бы я не занимался параллельной работой вообще, не стремился познать все физические тонкости поведения машин и регуляторов? Конечно нет. В частности, около года назад до этого решил я между делом создать устройство для измерения угла между вектором напряжения синхронного генератора и осью ротора, то есть механической осью обмотки возбуждения. Для этого выдумал устройство для измерения времени прохождения валом машины определённого положения и сигналом «нуль органа», включённого на напряжение генератора. Эти два сигнала подал на ламповый фазовый дискриминатор и получил на выходе импульсное напряжение, амплитуда которого пропорциональна измеряемому углу. Установил ноль при холостом ходе синхронного двигателя и получил колебания угла при включении механической нагрузки на генератор постоянного тока. Увеличиваю нагрузку, получаю переходный процесс изменения угла.

Опять радость! То, что рисуют в некоторых хороших книжках по синхронным машинам и считается экзотикой, получил «живьём», собственной головой и руками. Разве это не повод для ликования?!

А разве появилась бы мысль о стабилизации угла между осями роторов машин, если бы голова моя до того не была озабочена этим вопросом? Скорее нет, чем да.