Проектирование синхронного генератора

Размещено на http://www.allbest.ru/

Введение

Синхронные машины применяются во многих отраслях народного хозяйства, в частности, в качестве генераторов в передвижных и стационарных электрических станциях, двигателей в установках не требующих регулирования частоты вращения или нуждающихся в постоянной частоте вращения.

Наиболее распространена конструктивная схема синхронной машины с вращающимся ротором, на котором расположены явновыраженные полюсы. Иногда явнополюсные синхронные машины малой мощности выполняют по конструктивной схеме машин постоянного тока, то есть с полюсами, расположенными на статоре, коллектор заменяется контактными кольцами.

Синхронные двигатели серии СД2 и генераторы серии СГ2 изготавливают мощностью от 132 до 1000 кВт, при высоты оси вращения до 450 мм, в защищенном исполнении IP23, с самовентиляцией IC01, с частотой вращения от 500 до 1500 об/мин.

Электрические машины серий СД2 и СГ2 рассчитаны на продолжительный режим работы. Их возбуждение осуществляется от устройства, питающегося от дополнительной обмотки, заложенной в пазы статора. Обмотка возбуждения синхронного генератора получает выпрямленный ток через тиристорный и диодный преобразователи, соединенные параллельно на стороне выпрямленного тока. Тиристорный преобразователь питается от дополнительной обмотки, заложенной в пазы статора синхронного генератора, и в номинальном режиме несет на себе около 30 % нагрузки возбуждения.

Все расчеты в курсовом проекте произведены по [1].

1. Данные для проектирования

№	Наименование заданных параметров и их условные обозначения	Синхронный генератор
	Номинальный режим работы	Продолжительный
	Номинальная мощность Рн, кВт	400
	Номинальное напряжение (линейное) Uн, В	400
	Номинальная частота вращения n, об/мин	750
	Частота питающей сети, Гц	50
	Коэффициент мощности, cos	0,8
	Способ соединения фаз статора	звезда
	Способ возбуждения	От специальной обмотки, вложенной в паз статора
	Степень защиты от внешних воздействий	IP23
	Способ охлаждения	IC01
	Исполнение по способу монтажа	IM1001
	Климатические условия и категория размещения	У2
	Форма выступающего конца вала	Цилиндрическая
	Способ соединения с приводным механизмом или приводным двигателем	Упругая муфта

2. Магнитная цепь машины. Размеры, конфигурация, материалы.

2.1 Главные размеры

Число пар полюсов (9-1)

Предварительное значение индуктивного сопротивления рассеяния обмотки статора (рис. 11-1)

Коэффициент kН (11-1)

Предварительное значение КПД (рис 11-2)

Расчетная мощность (1-12)

кВт

Высота оси вращения (табл. 11-1)

мм

Минимальное допустимое расстояние от нижней части корпуса машины до опорной плоскости лап (табл. 9-2)

мм

Максимально допустимый наружный диаметр корпуса (1-27)

мм

Предельно допустимый наружный диаметр сердечника статора (табл. 9-2)

мм

Уточненный наружный диаметр сердечника статора (§ 11-3)

мм

Внутренний диаметр сердечника статора (§ 11-3)

мм

Предварительное значение линейной нагрузки (рис. 11-3)

А/см

Предварительное значение магнитной индукции в воздушном зазоре (рис. 11-4)

Тл

Предварительное значение максимальной магнитной индукции в воздушном зазоре при ХХ (11-3)

Тл

Полюсное деление статора (1-5)

мм

Индуктивное сопротивление по продольной оси (рис. 11-5)

Индуктивное сопротивление реакции якоря по продольной оси (11-4)

Коэффициент, учитывающий наличие зазоров в стыке полюса и сердечника ротора или полюсного наконечника и полюса (§ 11-3)

Расчетная величина воздушного зазора между полюсным наконечником и сердечником статора (11-2)

мм.

Принимается эксцентричная форма зазора по рис. 11-8

Отношение максимально величины зазора к минимальной (§11-3)

.

Воздушный зазор по оси полюса

мм.

Воздушный зазор под краем полюсного наконечника (§11-3)

мм.

Действительный коэффициент полюсной дуги

.

Расчетный коэффициент полюсной дуги (рис 11-9)

.

2.2 Сердечник статора

Марка стали, толщина, изолировка листов (§9-3)

Марка 2411, толщина 0,5 мм, изолировка листов - лакировка

Коэффициент заполнения сердечника статора сталью (§9-3)

Коэффициент формы поля возбуждения (рис. 11-9)

Обмоточный коэффициент (§9-3)

.

Расчетная длина сердечника статора (1-31)

Количество пакетов стали в сердечнике статора (11-16)

мм.

Количество пакетов стали в сердечнике статора (11-16)

,

где - длина одного пакета сердечника статора.

Количество радиальных вентиляционных каналов

.

Конструктивная длина сердечника статора (1-33)

мм.

Отношение длины статора к внутреннему диаметру сердечника статора (9-2)

.

То же, максимальное значение (рис. 11-10)

.

Количество пазов на полюс и фазу (§11-3)

.

Количество пазов сердечника статора (9-3)

.

Проверка правильности выбора значения z1 (11-15)

 - целое, удовлетворяет условию.

2.3 Сердечник ротора

Марка стали, толщина, изолировка листов (§11-3, 9-3)

Марка Ст3 толщина 1,5 мм, без изоляционного покрытия

Коэффициент заполнения сталью (§11-3)

.

Длина сердечника ротора (11-20)

мм.

Сердечник полюса и полюсный наконечник.

Марка стали, толщина, изолировка листов (§11-3, 9-3)

Марка Ст3 толщина 1,5 мм, без изоляционного покрытия

Коэффициент заполнения сталью (§11-3)

.

Длина шихтованного сердечника полюса (11-19)

мм.

Магнитная индукция в основании сердечника полюса (§11-3)

Тл.

Предварительное значение магнитного потока (9-14)

Вб.

Ширина дуги полюсного наконечника (11-25)

мм.

Радиус очертания полюсного наконечника (11-27)

мм.

Ширина полюсного наконечника., определяемая хордой (11-28)

мм.

Высота полюсного наконечника у его края (§11-3)

мм.

Высота полюсного наконечника по оси полюса (11-29)

мм.

Поправочный коэффициент при б'<0,7

.

Предварительное значение коэффициента магнитного рассеяния полюсов (11-22)

.

Ширина сердечника полюса (11-21)

мм.

Высота и ширина у основания полюсного наконечника

мм.

Предварительная высота полюсного сердечника (11-32)

мм.

Предварительный внутренний диаметр сердечника ротора (11-33)

мм.

Принимается мм.

Высота спинки ротора (11-34)

мм.

Расчетная высота спинки ротора с учетом прохождения части магнитного потока по валу (11-35)

мм.

Магнитная индукция в спинке ротора (11-36)

Тл.

3. Обмотка статора

Принимается двухслойная петлевая обмотка с жесткими секциями из провода марки ПЭТП-155(класс нагревостойкости F), укладываемая в прямоугольные открытые пазы.

Коэффициент распределения (9-9)

,

где .

Предварительное укорочение шага (§9-4)

.

Диаметральный шаг по пазам с укорочением (9-11)

,

.

Укорочение шага (11-37)

.

Коэффициент укорочения (9-12)

.

Обмоточный коэффициент (9-13)

.

Предварительное количество витков в обмотке фазы (9-15)

.

Количество параллельных ветвей обмотки статора (§9-4)

.

Предварительное количество эффективных проводников в пазу (9-16)

,

.

Уточненное количество витков обмотки (9-17)

.

Количество эффективных проводников дополнительной обмотки в пазу (§11-4)

.

Количество элементарных проводников дополнительной обмотки в одном эффективном (§11-4)

.

Количество параллельных ветвей фазы дополнительной обмотки (§11-4)

.

Количество витков дополнительной обмотки (11-38)

.

Уточненное значение магнитного потока (9-18)

Вб.

Уточненное значение индукции в воздушном зазоре (9-19)

Тл.

Предварительное значение номинального фазного тока (11-40)

А.

Уточненная линейная нагрузка статора (9-21)

А/см.

Магнитная индукция в спинке статора (табл. 9-13)

Тл.

Предварительное значение магнитной индукции в наиболее узком месте зубца (табл. 9-16)

Тл.

Зубцовое деление по внутреннему диаметру статора (9-22)

мм.

Предварительная ширина зубца в наиболее узком месте (9-47)

мм.

Предварительная ширина открытого паза в штампе (9-48)

мм.

Высота спинки статора (9-24)

мм.

Высота паза (9-25)

мм.

Общая толщина изоляции в пазу без витковой по высоте (таб. 9-17)

мм.

Общая толщина изоляции в пазу по ширине (таб. 9-17)

мм.

Высота шлица (§ 9-4)

мм.

Высота клина (§ 9-4)

мм.

Ширина зубца в наиболее узком месте (§ 9-4)

мм.

Ширина паза в штампе (9-25)

мм.

Припуски на сборку сердечника по высоте и ширине (§ 9-4)

мм.

Количество эффективных проводников по ширине паза (§ 9-4)

.

Допустимая ширина эффективного проводника с витковой изоляцией (9-50)

мм.

Количество эффективных проводников по высоте паза (9-51)

.

Допустимая высота эффективного проводника с витковой изоляции (9-52)

мм,

где с 0=0,9 - коэффициент, учитывающий наличие в пазу дополнительной обмотки.

Площадь эффективного проводника (9-53)

мм 2.

Количество элементарных проводников в одном эффективном (§ 9-4)

.

Меньший размер неизолированного провода (9-54)

мм,

где .

Больший размер неизолированного провода (9-55)

мм,

где .

Двусторонняя толщина изоляции обмоточного провода (прил. 3)

мм.

Меньший размер неизолированного провода (прил. 2)

мм.

Больший размер неизолированного провода (прил. 2)

мм.

Площадь поперечного сечения провода (прил. 2)

мм 2.

Количество элементарных проводников основной обмотки в одном эффективном по высоте паза (§11-4)

.

То же, дополнительной обмотки (§11-4)

.

Количество элементарных проводников основной обмотки в одном эффективном по ширине паза (§11-4)

.

То же, дополнительной обмотки (§11-4)

.

Размер по ширине паза в штампе (9-57)

мм.

Уточненная ширина зубца в наиболее узкой части (9-58)

мм.

Уточненная магнитная индукция в наиболее узкой части зубца статора (9-59)

Тл.

Размер основной обмотки статора по высоте паза (11-50)

мм.

Толщина изоляции дополнительной обмотки по высоте паза (прил. 30)

мм.

Размер дополнительной обмотки статора по высоте паза (11-51)

мм.

Проверка возможности размещения обмотки и уточненная высота паза в штампе (11-52)

мм.

Среднее зубцовое деление (9-40)

мм.

Средняя ширина катушки обмотки статора (9-41)

мм.

Средняя длина одной лобовой части катушки (9-60)

мм.

Средняя длина витка основной обмотки (9-43)

мм.

Длина вылета лобовой части обмотки (9-62)

мм.

Средняя длина витка дополнительной обмотки (§11-4)

мм.

Плотность тока в обмотке статора (9-39)

А/мм 2.

Произведение линейной нагрузки на плотность тока в обмотке (§11-4)

А 2/(см·мм 2).

То же, допустимое значение (рис. 11-12)

А 2/(см·мм 2).

Погрешность

.

4. Демпферная обмотка

Суммарная площадь поперечного сечения меди обмотки статора, приходящейся на одно полюсное деление (11-53)

мм 2.

Предварительное зубцовое деление полюсного наконечника ротора (§11-4)

мм.

Количество стержней демпферной обмотки на один полюс (11-54)

.

Предварительный диаметр стержня (11-55)

мм.

Уточненный диаметр и площадь поперечного сечения стержня (§11-5)

мм, мм 2.

Отношение высоты полюсного наконечника у его края к диаметру стержня (§11-5)

.

Минимальная ширина крайнего зубца полюсного наконечника (§11-5)

мм.

Уточненное значение зубцового деления полюсного наконечника ротора (11-56)

мм.

Диаметр круглой части паза полюсного наконечника (11-57)

мм.

Размеры шлица паза (§11-5)

мм.

Предварительная длина стержня (11-58)

мм.

Площадь поперечного сечения короткозамыкающих сегментов (11-59)

мм 2.

Высота и толщина короткозамыкающих сегментов (§11-5)

мм, мм.

То же, уточненные значения (прил. 2)

мм.

Площадь поперечного сечения короткозамыкающих сегментов (§11-5)

мм 2.

5. Расчет магнитной цепи при холостом ходе

5.1 Воздушный зазор

Расчетная площадь поперечного сечения воздушного зазора (11-60)

мм 2.

Уточненное значение магнитной индукции в воздушном зазоре (11-61)

Тл.

Коэффициент, учитывающий увеличение магнитного сопротивления воздушного зазора вследствие зубчатого строения статора (9-116)

.

Коэффициент, учитывающий увеличение сопротивления воздушного зазора вследствие зубчатости строения ротора (9-117)

.

Коэффициент, учитывающий уменьшение магнитного сопротивления воздушного зазора при наличии радиальных каналов на статоре или роторе(9-118)

.

Общий коэффициент воздушного зазора (9-120)

.

МДС для воздушного зазора (9-121)

А.

5.2 Зубцы статора

Зубцовое деление статора

- по диаметру D1=620 мм

мм.

- в минимальном сечении зубца

мм.

- в максимальном сечении зубца

мм.

Ширина зубца

мм.

Ширина зубца в наиболее узкой части

мм.

Ширина зубца в наиболее широкой части

мм.

Ширина зубца в средней части

мм.

Магнитная индукция в зубце статора

-в наиболее узкой части

Тл.

-в наиболее широкой части

Тл.

-в средней части

Тл.

Коэффициент зубцов

-в наиболее узкой части

.

-в наиболее широкой части

.

-в средней части

.

Напряженность магнитного поля в зубцах статора (прил. 9)

-в наиболее узкой части

А/см,

-в наиболее широкой части

А/см,

-в средней части

А/см.

Среднее значение напряженности магнитного поля в зубцах статора

А/см.

Средняя длина пути магнитного потока (9-124)

мм.

МДС для зубцов статора (9-125)

А.

Расчетная площадь поперечного сечения зубцов статора (11-64)

мм 2.

Магнитная индукция в зубце статора (11-65)

Тл.

5.3 Спинка статора

Расчетная площадь поперечного сечения спинки статора (11-66)

мм 2.

Магнитная индукция спинки статора (11-67)

Тл.

Напряженность магнитного поля для спинки статора (прил. 12)

А/см.

Средняя длина пути магнитного потока (9-166)

мм.

МДС для спинки статора (11-68)

А.

5.4 Зубцы полюсного наконечника

Магнитная индукция в зубцах полюсного наконечника (11-69)

Тл.

Напряженность магнитного поля в зубцах полюсного наконечника (прил. 21)

А/см.

Средняя длина пути магнитного потока в зубцах полюсного наконечника (11-70)

мм.

МДС для зубцов полюсного наконечника (11-71)

А.

5.5 Полюсы

Величина выступа полюсного наконечника (11-72)

мм.

Высота полюсного наконечника (11-73)

мм.

Расстояние между боковыми поверхностями широких пакетов смежных полюсных наконечников (11-74)

мм.

Коэффициент магнитной проводимости потока рассеяния по внутренним поверхностям полюсных наконечников (11-75)

.

Длина пути магнитного потока в полюсе при наличии демпферной обмотки(11-87)

мм.

Коэффициент магнитной проводимости потока рассеяния по сердечникам полюсов (11-88)

.

Коэффициент магнитной проводимости потока рассеяния по торцам полюсов (11-89)

.

Коэффициент магнитной проводимости потока рассеяния полюсов (11-90)

.

МДС для статора и воздушного зазора (11-91)

А.

Магнитный поток рассеяния полюсов (11-92)

Вб.

Коэффициент рассеяния магнитного потока (11-93)

.

Расчетная площадь поперечного сечения сердечника полюса (11-94)

мм 2.

Магнитный поток в сердечнике полюса (11-95)

Вб.

Магнитная индукция в сердечнике полюса (11-96)

Вб.

Напряженность магнитного поля в сердечнике полюса (прил. 21)

А/см.

Длина пути магнитного потока в полюсе (11-87)

мм.

МДС для полюса (11-104)

А.

5.6 Спинка ротора

Расчетная площадь поперечного сечения спинки ротора (11-105)

мм 2.

Среднее значение индукции в спинке ротора (11-106)

Тл.

Напряженность магнитного поля в спинке ротора (прил. 21)

А/см.

Средняя длина пути магнитного потока в спинке ротора (11-107)

мм.

МДС для спинки ротора (9-170)

А.

5.7 Воздушный зазор в стыке полюса

Зазор в стыке между сердечником полюса и полюсным наконечником (11-108)

мм.

МДС для зазора в стыке между сердечником полюса и полюсным наконечником (11-109)

А.

Суммарная МДС для полюса и спинки ротора (11-117)

А.

5.8 Общие параметры магнитной цепи

Суммарная МДС магнитной цепи на один полюс (11-111)

А.

Коэффициент насыщения (11-112)

.

1,3	65,65	300,2	F, A	2795	65,87	172,38	357,5	299	48,1	3033,25	1,05	3,09*10-3	0,062	68,74*10-3	1,36	66,3*10-3	1,31	704,6	0,245	3737,85	1,3	66,85*10-3
			Н,А/см	-	13,44	11,57	31,7	-	3,64
			В, Тл	0,95	1,99	1,96	1,89	1,89	0,234
1,2	60,6	277,1	F, A	2580	60,8	159,12	330	276	44,4	2799,9	0,97	2,86*10-3	0,057	63,46*10-3	1,26	62,6*10-3	1,24	650,4	0,226	3450	1,2	61,71*10-3
			Н,А/см	-	12,41	10,68	29,3	-	3,36
			В, Тл	0,88	1,84	1,81	1,74	1,74	0,22
1,1	55,55	254	F, A	2365	55,74	145,86	302,5	253	40,7	2566,6	0,89	2,62*10-3	0,052	58,17*10-3	1,15	58,17*10-3	1,15	596,2	0,207	3162,8	1,1	-
			Н,А/см	-	11,37	9,79	26,84	-	3,08
			В, Тл	0,8	1,68	1,66	1,6	1,6	0,2
1	50,5	230,9	F, A	2150	50,67	132,6	275	230	37	2333,27	0,81	2,38*10-3	0,047	52,88*10-3	1,05	52,88*10-3	1,05	542	0,189	2875,27	1	-
			Н,А/см	-	10,34	8,9	24,4	-	2,8
			В, Тл	0,73	1,53	1,51	1,451	1,451	0,35
0,5	25,25	115,5	F, A	1075	25,34	66,3	137,5	115	18,5	1166,64	0,41	1,19*10-3	0,024	26*10-3	0,52	26*10-3	0,52	271	0,094	1437,64	0,5	-
			Н,А/см	-	5,17	4,45	12,2	-	1,4
			В, Тл	0,37	0,77	0,76	0,73	0,73	0,18
Ф, Е .е.	Ф, Вб	Е, В	коэффициенты	Kб=1,38	Kс=0,97	Kс=0,97	Kс=0,98		Kс=0,97
Площадь по-перечного сечения участка, мм2	69400	32920	16710	39380	-	81150
Средняя длина пути магнитного потока, мм	2,5	49	149	112,5	0,198	132,09
Наименование участка	Зазор между сердечником статора и полюсным наконечником	Зубцы статора	Спинка статора	Сердечник полюса	Зазор в стыке полюс и сер-ка ротора	Спинка ротора

6. Активное и индуктивное сопротивление рассеяния обмотки

Активное сопротивление обмотки фазы (9-178)

Ом.

Активное сопротивление в относительных единицах (9-179)

о.е.

Проверка правильности определения r1* (9-180)

о.е..

Активное сопротивление демпферной обмотки (9-178)

Ом.

Размеры паза

bП1 = 15 мм; hШ1 = 1 мм; hК1 = 3 мм; h2 = 2,55 мм;

hП1=50 мм; h3=5 мм; h4 =5 мм;h1 =38,45 мм.

Коэффициенты, учитывающие укорочение шага (9-181, 9-182)

;

Коэффициент проводимости рассеяния (9-187)

Коэффициент проводимости дифференциального рассеяния (11-118)

,

где Сд =0,85 - поправочный коэффициент.

Коэффициент проводимости рассеяния лобовых частей обмотки (9-191)

.

Коэффициент зубцовой зоны статора (11-120)

.

Коэффициент, учитывающий влияние открытия пазов статора на магнитную проницаемость рассеяния между коронками зубцов (§ 11-7)

Коэффициент проводимости рассеяния между коронками зубцов (11-119)

Суммарный коэффициент магнитной проводимости потока рассеяния обмотки статора (11-121)

Индуктивное сопротивление обмотки статора (9-193)

Ом.

Индуктивное сопротивление обмотки фазы статора (9-194)

Проверка правильности определения х1*(9-195)

о.е.

7. Расчет магнитной цепи при нагрузке

ЭДС, индуктированная магнитным потоком воздушного зазора

о.е.

МДС для воздушного зазора о.е.

МДС для магнитной цепи воздушного зазора и статора

о.е.

Предварительный коэффициент насыщения магнитной цепи статора

.

Поправочные коэффициенты, учитывающие насыщение магнитной цепи

;

;

.

Коэффициенты реакции якоря

;

Коэффициент формы поля реакции якоря

Амплитуда МДС обмотки статора (11-125

А

Амплитуда МДС обмотки статора в относительных единицах (11.126)

о.е.

Поперечная составляющая МДС реакции якоря, с учетом насыщения, отнесенная к обмотке возбуждения (11-128)

о.е.

ЭДС обмотки статора, обусловленная действием МДС

о.е.

Направление вектора ЭДС Ебd, определяемое построением вектора Еaq/cosш

;

;

Продольная МДС реакции якоря с учетом влияния поперечного поля (11-130)

о.е.

Продольная составляющая ЭДС

о.е.

МДС по продольной оси, необходимая для создания ЭДС

о.е.

Результирующая МДС по продольной оси (11-131)

о.е.

Магнитный поток рассеяния при действии МДС

о.е.

Результирующий магнитный поток (11-132)

о.е.

МДС, необходимая для создания магнитного потока

о.е.

МДС обмотки возбуждения при нагрузке (11-133)

о.е.

МДС обмотки возбуждения при нагрузке (11-134)

А

Диаграмма Блонделя.

Снимается при U1 = 1; I 1 = 1; cos = 0,8; =36,87(отстающий); x= 0,1



Рисунок 6.2 - Векторная диаграмма Блонделя.

8. Система возбуждения

Напряжение дополнительной обмотки (11-135)

В

Предварительная средняя длина витка обмотки возбуждения (11-136)

мм

Предварительная площадь поперечного сечения проводника обмотки возбуждения (11-173)

мм 2

Предварительная плотность тока в обмотке возбуждения по рис. 11-21

А/мм 2

Предварительное количество витков одной полюсной катушки (11-137)

Расстояние между катушками смежных полюсов (11-139)

мм

Принимаем неизолированный ленточный медный провод. Изоляция между витками - асбестовая бумага толщиной 0,3 мм, катушка однослойная.

Предварительный размер проводника обмотки из неизолированной полосовой меди наматываемой на ребро по ширине (11-145)

,

где - двустороннее значение толщины изоляции и зазора между изолированным сердечником полюса и катушкой.

То же по толщине (11-146)

Размеры провода (прил. 2)

мм

мм 2

Минимальный допустимый радиус закругления проводника

мм.

Фактический средний радиус закругления проводника

мм.

Размер полюсной катушки

.

Раскладка витков по высоте катушки

Nв=71.

Размер полюсной катушки по высоте (11-143)

мм.

Средняя длина витка катушки (11-144)

мм.

Ток возбуждения при номинальной нагрузке (11-153)

А.

Количество параллельных ветвей в цепи обмотки возбуждения (§ 11-9)

Уточненная плотность тока в обмотке возбуждения (11-154)

А/мм2

Общая длина всех витков обмотки возбуждения (11-155)

м

Масса меди обмотки возбуждения (11-156)

кг.

Сопротивление обмотки возбуждения при температуре 20? С (11-157)

Ом.

Максимальный ток возбуждения (11-157)

А.

Коэффициент запаса возбуждения (11-159)

Номинальная мощность возбуждения (11-160)

Вт

9. Параметры обмоток и постоянные времени

9.1 Сопротивления обмоток статора при установившемся режиме

Коэффициент насыщения при Е = 0,5 (табл. 11.4)

МДС для воздушного зазора

А

Индуктивное сопротивление продольной реакции якоря (11-162)

о.е.

Коэффициент поперечного реакции якоря (табл. 11.4)

Индуктивное сопротивление поперечной реакции якоря (11-163)

о.е.

Синхронное индуктивное сопротивление по продольной оси (11-164)

о.е.

Синхронное индуктивное сопротивление по поперечной оси (11-165)

о.е.

9.2 Сопротивление обмотки возбуждения

Активное сопротивление обмотки возбуждения, приведенное к обмотке статора (11-166)

о.е.

Коэффициент магнитной проводимости потоков рассеяния обмотки возбуждения (11-167)

Индуктивное сопротивление обмотки возбуждения (11-168)

Индуктивное сопротивление рассеяния обмотки возбуждения (11-168)

о.е.

9.3 Сопротивления демпферной (пусковой) обмотки

Относительное зубцовое деление демпферной обмотки (11-170)

о.е.

Коэффициент распределения демпферной обмотки (11-171)

Коэффициент магнитной проводимости потока рассеяния по зубцам полюсного наконечника (11-172)

Коэффициент магнитной проводимости пазового рассеяния полюсов (11-173)

Коэффициенты (рис. 11-23)

;

Коэффициент магнитной проводимости рассеяния лобовых частей демпферной обмотки по продольной оси (11-174)



Коэффициент магнитной проводимости рассеяния лобовых частей демпферной обмотки по поперечной оси (11-175)

Коэффициент магнитной проводимости рассеяния демпферной обмотки по продольной оси (11-176)

Коэффициент магнитной проводимости рассеяния демпферной обмотки по поперечной оси (11-177)

Индуктивной сопротивление полной демпферной обмотки по продольной оси (11-178)

о.е.

Индуктивной сопротивление полной демпферной обмотки по поперечной оси (11-178)

о.е.

Активное сопротивление стержней демпферной обмотки по продольной оси (11-181)

,

где м0 = 4р?10 -7 Гн/м - магнитная проницаемость воздуха,

kв=1,03 - коэффициент формы поля возбуждения,

с2(t)=0.0242 - удельное значение сопротивления стержня, соответствующий принятому классу нагревостойкости.

Активное сопротивление стержней демпферной обмотки по поперечной оси (11.182)

Активное сопротивление короткозамыкающих колец демпферной обмотки по продольной оси (11-183)

,

где м0 = 4р?10 -7 Гн/м - магнитная проницаемость воздуха,

kв=1,03 - коэффициент формы поля возбуждения,

ск(t)=0.0242 - удельное значение сопротивления короткозамыкающих колец, соответствующий принятому классу нагревостойкости.

Активное сопротивление короткозамыкающих колец демпферной обмотки по поперечной оси (11-184)

о.е.

Активное сопротивление полной демпферной обмотки по продольной оси (11-185)

о.е.

Активное сопротивление полной демпферной обмотки по поперечной оси (11-186)

о.е.

9.4 Переходные и сверхпереходные сопротивления обмотки статора

Переходное индуктивное сопротивление обмотки статора по продольной оси (11-188)

о.е.

Переходное индуктивное сопротивление обмотки статора по поперечной оси (11-188)

о.е.

Сверхпереходное индуктивное сопротивление обмотки статора по продольной оси (11-180)

о.е.

Сверхпереходное индуктивное сопротивление обмотки статора по поперечной оси (11-181)

о.е.

9.5 Сопротивления для токов обратной и нулевой последовательности

Индуктивное сопротивление обмотки статора для токов обратной последовательности при работе машины на малое внешнее сопротивление (11-184)

о.е.

Индуктивное сопротивление обмотки статора для токов обратной последовательности при большом внешнем индуктивном сопротивлении (11-185)

о.е.

Индуктивное сопротивление двухслойной обмотки статора для токов нулевой последовательности (11-186)

Активное сопротивление обмотки фазы статора для тока нулевой последовательности при рабочей температуре (11-187)

о.е.

9.6 Постоянные времени обмоток

Обмотка возбуждения при разомкнутых обмотках статора и демпферной (11-188)

с.

Обмотка возбуждения при замкнутых обмотке статора и демпферной (11-188)

с

Демпферная обмотка при разомкнутых обмотке статора и обмотке возбуждения по продольной оси (11-200)

с

Демпферная обмотка при разомкнутых обмотках статора и возбуждения по поперечной оси (11-201)

с

Демпферная обмотка по продольной оси при разомкнутой обмотке статора и замкнутой обмотке возбуждения (11-202)

с

Демпферная обмотка по продольной оси при короткозамкнутых обмотках возбуждения и статора (11-203)

с.

Демпферная обмотка по поперечной оси при короткозамкнутой обмотке статора (11-204)

с.

Обмотка статора при короткозамкнутых обмотках ротора (11-205)

с.

10. Потери и КПД

Зубцовое деление статора в максимальном сечении зубца (9-128)

мм

Ширина зубца в наиболее широкой части (9-129)

мм

Ширина зубца в средней части (9-130)

мм

Расчетная масса стали зубцов статора (9-260)

кг

Магнитные потери в зубцах статора (9-251)

Вт

Масса стали спинки статора (9-261)

кг

Магнитные потери в спинке статора (9-254)

Вт

Амплитуда колебаний индукции (11-206)

Тл

Среднее значение удельных поверхностных потерь (11-207)

Вт/м 2

Поверхностные потери машины (11-208)

Вт

Суммарные магнитные потери (11-213)

Вт.

Потери в обмотке статора (11-209)

Вт.

Потери на возбуждение синхронной машины при питании от дополнительной обмотки статора (11-214)

Вт

Добавочные потери в обмотке статора и стали магнитопровода при нагрузке генераторов (11-216)

Вт.

Потери на трение в подшипниках и на вентиляцию в машинах защищенного исполнения ICO1 при наличии радиальных каналов (11-211)

Вт.

Потери на трение щеток о контактные кольца (11-212)

Вт.

Механические потери (11-217)

Вт.

Суммарные потери (11-218)

Вт.

КПД при номинальной нагрузке (11-219)

%.

11. Характеристики машин

11.1 Изменение напряжения генератора (11-220)

%.

11.2 Отношение короткого замыкания

Значение ОКЗ (11-227)

о.е.

Кратность установившегося тока к.з. (11-228)

о.е.

Наибольшее мгновенное значение тока (11-229)

о.е.

Статическая перегружаемость (11-223)

о.е.

кр - коэффициент, учитывающий влияние реактивной мощности, в зависимости от е.

о.е.,

11.3 Угловые характеристики

Определение ЭДС

о.е.

Определяем уравнение, при и=[0;р] (11-221)

12. Тепловой и вентиляционный расчеты

12.1 Тепловой расчет

Потери в основной и дополнительной обмотках статора (11-247)

Вт.

Условная внутренняя поверхность охлаждения активной части статора (9-379)

мм 2.

Условный периметр поперечного сечения (9-381)

мм.

Условная поверхность охлаждения пазов (9-382)

мм 2.

Условная поверхность охлаждения лобовых частей обмотки (9-383)

мм 2.

Условная поверхность охлаждения машины (9-384)

мм 2.

Удельный тепловой поток от потерь в активной части обмотки и от потерь в стали, отнесенных к внутренней поверхности охлаждения активной части статора (9-386)

Вт/мм 2,

где k = 0,78 - коэффи-3циент (таблица 9-25)

Удельный тепловой поток от потерь в активной части обмотки и от потерь в стали, отнесенных к поверхности охлаждения пазов (9-387)

Вт/мм 2.

Удельный тепловой поток от потерь в активной части обмотки и от потерь в стали, отнесенных к поверхности охлаждения лобовых частей обмотки (9-388)

Вт/мм 2.

Окружная скорость ротора (9-389)

м/с.

Превышение температуры внутренней поверхности активной части статора над температурой воздуха внутри машины (9-390)

0С,

где Вт/(мм 2Мград) - коэффициент теплоотдачи поверхности статора.

Односторонняя толщина изоляции в пазу статора (§ 9-13)

мм.

Перепад температуры в изоляции паза и жестких катушек (9-392)

0С.

Превышение температуры наружной поверхности лобовых частей обмотки над температурой воздуха внутри машины (9-393)

0С.

Перепад температуры в изоляции лобовых частей из жестких катушек или полукатушек(9-395)

0С.

Среднее превышение температуры обмотки над температурой воздуха внутри машины (9-396)

.

Потери, передаваемые воздуху внутри машины (9-397)

.

Среднее превышение температуры воздуха внутри двигателя над температурой наружного воздуха (9-399)

0С.

Среднее превышение температуры обмотки над температурой наружного воздуха (9-400)

0С.

12.2 Обмотка возбуждения

Условная поверхность охлаждения однослойных катушек из неизолированных проводов (11-249)

мм 2.

Удельный тепловой поток от потерь в обмотке, отнесенных к поверхности охлаждения обмотки (11-250)

Вт/мм 2

Коэффициент теплоотдачи катушки (§ 11-13)

Вт/(мм 2 0С)

Превышение температуры наружной поверхности охлаждения обмотки (11-251)

0С

Среднее превышение температуры обмотки над температурой воздуха внутри машины (11-253)

0С

Среднее превышение температуры обмотки над температурой охлаждающего воздуха (11-254)

0С

12.3 Вентиляционный расчет

Система вентиляции - радиальная

Необходимый расход воздуха (5-28)

м 3/с

Коэффициент, зависящий от частоты вращения (5-40)

мм

Приближенный расход воздуха (10-383)

м3/с

Напор воздуха, развиваемый при радиальной системе охлаждения (10-384)

Па.

13. Масса и динамические показатели

13.1 Масса

Масса стали сердечника статора (11-255)

кг

Масса стали полюсов (11-256)

Масса стали сердечника ротора (11-257)

Суммарная масса активной стали статора и ротора (11-258)

кг

Масса меди обмотки статора (11-259)

Масса меди демпферной обмотки (11-260)

Суммарная масса меди (11-261)

кг

Суммарная масса изоляции (11-262)

кг

Масса конструкционных материалов (11-264)

кг

Масса машины (11-265)

кг

13.2 Динамический момент инерции ротора

Радиус инерции полюсов с катушками (11-266)

Динамический момент инерции полюсов с катушками (11-267)

кг/м 2

Динамический момент инерции сердечника ротора (11-268)

Масса вала (11-269)

кг

Динамический момент инерции вала (11-270)

кг/м 2

Суммарный динамический момент инерции ротора (11-271)

кг/м 2

машина синхронный цепь статор сопротивление

Список литературы

1. Гольдберг О.Д. Проектирование электрических машин - М.: Высшая школа, 2001

2. Иванов-Смоленский А.В..Электрические машины - М.: Энергия, 1980

3. Копылов И.П. Проектирование электрических машин - М.: Высшая школа, 2002

Размещено на Allbest.ru