Генератор синхронный с вращающимся выпрямителем мощностью 100 кВт для системы электроснабжения летательных аппаратов
Описание систем трехкаскадного генератора. Расчет главных размеров генератора, а также обмотки, пазов, спинки якоря, размеров магнитной цепи ротора, режимов работы и массы активных материалов. Характеристика технологии изготовление пакета статора.
Рубрика | Физика и энергетика |
Вид | дипломная работа |
Язык | русский |
Дата добавления | 25.06.2017 |
Размер файла | 4,9 M |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
ФГБОУ ВО «Уфимский государственный авиационный технический университет»
Факультет авионики, энергетики и инфокоммуникаций
Кафедра электромеханики
РАСЧЕТНО-ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА К ВЫПУСКНОЙ КВАЛИФИКАЦИОННОЙ РАБОТЕ
по направлению 13.05.02 «Специальные электромеханические системы
НА ТЕМУ:«Генератор синхронный с вращающимся выпрямителем мощностью 100 кВт для системы электроснабжения летательных аппаратов»
Содержание
Введение
1. Современная конструкция генераторов синхронных
1.1 Обзор генераторов, применяемых в авиации
1.2 Обзор трехкаскадного генератора
1.3 Обзор систем управления трехкаскадного генератора на примере (БРЗУ115)
1.4 Патентный обзор
2. Расчётно - конструкторский раздел
2.1 Определение главных размеров
2.2 Расчет обмотки, пазов и спинки якоря
2.3 Определение размеров магнитной цепи ротора, демпферной клетки
2.4 Определение МДС обмотки возбуждения при двойной нагрузке
2.5 Расчет МДС спинки якоря
2.6 Расчет обмотки возбуждения
2.7 Расчет номинального режима
2.8 Расчет холостого режима
2.9 Определение массы активных материалов
2.10 Определение потерь и КПД основного генератора в номинальном режиме
2.11 Определение параметров синхронного генератора в относительных единицах
2.12 Расчет надежности статорной обмотки генератора синхронного
2.13 Расчёт работы генератора на выпрямительную нагрузку
2.15 Тепловой расчет обмотки возбуждения
3. Технология изготовления пакета статора
3.1 Описание конструкции
3.2 Назначение статора
3.3 Требования, предъявляемые к пакету статора
3.4 Сборка пакета статора
4. Обоснование целесообразности разработки синхронного генератора
4.1 Расчет технического уровня устройства и сопоставления его с техническим уровнем аналога
4.2 Расчет себестоимости синхронного генератора
4.3 Расчет фондов заработной платы
4.4 Расчет фонда заработной платы вспомогательных рабочих
4.5 Расчет заработной платы ИТР, СКП, МОП
4.6 Разработка сметы расходов на содержание и эксплуатацию оборудования
4.7 Разработка смета цеховых расходов
4.8 Калькуляция себестоимости магнитоэлектрического генератора
4.9 Расчет годового экономического эффекта и срок окупаемости
5. Безопасность проекта
Заключение
Список литературы
Введение
Синхронный генератор -- это электрическая машина переменного тока, частота вращения ротора которой равна частоте вращения магнитного поля в воздушном зазоре.
СинхронныеГенератор довольно широко применяются в железнодорожном транспорте, то есть синхронные машины чаще всего применяются в качестве генераторов переменного тока на тепловозах и в рефрижераторных секциях, а так же летательных аппаратах.
На сегодняшний день достаточно широко распространёнными генераторами, используемыми в качестве основного источника электроэнергии в системе электроснабжения летательного аппарата -- это бесконтактные синхронные генераторы с вращающимися выпрямителями. Данные генераторы обладают достаточно высокой надежностью за счет бесконтактной передачи энергии на обмотку возбуждения генератора от статора на ротор электромагнитным путем. На данных генераторах достаточно просто обеспечивается регулирование напряжения.
Цель работы - разработка конструкции и расчетов основных параметров генератора синхронного с вращающимся выпрямителем мощностью 100 кВт .
Задачами являютсявыполнение всех расчетовсинхронного генератора, обзор известных конструкций синхронных генераторов, разработка технологии производства статорной обмотки, экономическое обоснование целесообразности разработки, анализ научно-технической литературы по теме «Генератор синхронный с вращающимся выпрямителем мощностью 100 кВт для системы электроснабжения летательных аппаратов».
1. Современные конструкции генераторов синхронных
1.1 Обзор генераторов, применяемых в авиации
На сегодняшний день развитие авиации достигло такого уровня, при котором современный летательный аппарат может использовать самые различные источники электроэнергии, начиная от традиционных химических, таких как аккумуляторные батареи, которые в свою очередь имею широкое разнообразие, до совершенно экзотических источников как солнечные батареи, которые применяются на электрических самолетах. Но в качестве основного источника электроэнергии на бортах летательных аппаратов электромеханические источники питания. Они в основном представлены электромеханическими генераторами. В современной сети электроснабжении самолетов имеются сразу несколько генераторов и каждый имеет свое назначение[1]. Основную часть электроэнергии производят магистральные генераторы, от которых и запитываются все основные приборы для работы работоспособности самолета. На случаи чрезвычайных ситуаций магистральные генераторы дублируются резервными, которые запускаются при выходе их строя магистральных. Так же имеются аварийные генераторы, которые способны произвести только ограниченное количество электроэнергии, и они запускаются при выходе из строя магистральных и резервных генераторов. На воздушных судах специального назначения не редко встречается дополнительно оборудование, потребляющее значительные мощности электроэнергии, и для этого оборудования устанавливаются отдельные специальные генераторы.
Основные генераторы, применяемые в авиации, различаются по роду выделяемого тока, это генераторы постоянного и переменного тока. Также различаются по приводному механизму, в составе которого они работают: это приводы турбины у турбогенераторов и маршевые двигатели [1].
Немаловажная особенность авиационных генераторов заключается в системе и способе охлаждения генератора. От этого зависят массогабаритные показатели генератора.
В авиационных генераторах бывают воздушные, жидкостные, испарительные и комбинированные системы охлаждения. Все типы генераторов различаются конструктивным исполнением, от которой и зависят массогабаритные показатели. Конструктивное исполнение зависит от всех материалов применяемых, различных совмещенных функций, возможности размещении в конструкции системы защиты и управления. Только рациональное конструктивное исполнение позволяет добиться минимальных массогабаритных показателей при максимальной надёжности авиационного генератора [2].
В легкомоторной и военной авиации широко применяются системы электроснабжения постоянного тока и систем электроснабжения смешанного типа, в которых в качестве магистральных источников электроэнергии используются генераторы постоянного тока. Основными такими отечественными агрегатами стали стартер-генераторы типа СТГ и ГСР-СТ. В настоящее время коллекторные генераторы и стартер-генераторы используются в легкомоторной авиации, а также в качестве магистральных источников электроэнергии на самолетах Ту-134(ГС-18ТО), Ан-24, Ан-26, Ан-30 (СТГ-18ТМ/ТМО), Ил-18, Ил-38 (СТГ-12ТМО), Як-40 (ВГ-7500), а также в ряде вертолетов: Ми-8 (СТГ-18), Ми-24 (СТГ-3, резервное электропитание) [5].
Рисунок 1.1. Продольный разрез конструкции стартер-генератора СТГ-12ТМО
1 фланец; 2 шарикоподшипник; 3 клеммовая колодка; 4 коллектор; 5 щетка; 6 щит задний; 7 корпус; 8 пакет якоря; 9 катушка обмотки возбуждения; 10 щит передний; 11 обмотка якоря; 12 редуктор; 13 выходная шестерня редуктора; 14 вентилятор; 15 втулка коллектора; 16 ступица; 17 полый вал; 18 гибкий вал; 19 защитная лента; 20 муфта свободного хода; 21 уравнительное соединение.
Рисунок. 1.2. Поперечный разрез конструкции стартер генератора СТГ-12ТМО
22 сердечник дополнительного полюса; 23 катушка дополнительного полюса; 24 сердечник главного полюса; 25 щеткодержатель[5].
На многих авиационных летательных аппаратах в качестве основной применяется система электроснабжения переменного тока. Широкое применение централизованных систем электроснабжения переменного тока связывают с появлением тяжелых турбовинтовых самолетов (Ту-95, Ту-114, Ил-18, Ил-38, Ан-10, Ан-12) с мощными противообледенительными системами и развитыми связными, и пилотажно-навигационными комплексами. Установка мощных преобразователей переменного тока стала нецелесообразной из-за большой их массы и низкого КПД. Одними из первых генераторов переменного тока, которые стали использоваться вместе с генераторами постоянного тока в авиационных системах электроснабжения смешанного типа стали контактные однофазные генераторы серии СГО и ГО и контактные трехфазные генераторы серии СГС. На
рис. 3 и рис. 4 показана конструкция генератора ГО-16ПЧ8, применяемого в качестве магистрального в системах электроснабжения [5].
Рисунок1.3. Продольный разрез конструкции генератора ГО-16ПЧ8
1, 21 крышки; 2 кремовая панель; 3 контактные кольца; 4 корпус; 5 статор; 6 обмотка якоря; 7 ротор; 8 балансировочное кольцо; 9 щит; 10, 18 стопорные кольца; 11, 17 - гайки; 12 - гибкий вал; 13, 14, 16, 20 винты; 15 - полый вал; 19 колпак.
Рисунок1.4. Поперечный разрез конструкции генератора ГО-16ПЧ8
22 - лента; 23 - щетка; 24 щеткодержатель; 25 спиральная пружина; 26 обмотка возбуждения; 27 клинья; 28 винт[5].
Одним из перспективных на сегодняшний день являются бесконтактные электромеханические преобразователи энергии. Одной из подобных простейших таких конструкций электромеханического преобразователя является однопакетный индукторный генератор. К достоинствам индукторного генератора относят простоту и надежность конструкции, технологичность, хорошую регулируемость, возможность работы в агрессивных средах и при повышенных частотах вращения. Недостатки генератора связаны с относительно низкой степенью использования активных материалов, так как магнитный поток изменяется только по значению. В связи с чем масса индукторного генератора оказывается больше массы классического синхронного генератора на 40 - 60%. Так же у индукторного генератора высокий коэффициент искажения кривой напряжения, достигающий 20% и сравнительно большое изменение напряжения при изменении нагрузки. При всех своих достоинствах применение индукторных генераторов в летательных аппаратах невозможно, ввиду того, что они не являются автономными. Поэтому на борту летательных аппаратов для питания магистральных сетей переменного тока применяют генераторы с комбинированным возбуждение. В таких генераторах рабочий поток создается в результате совместного действия двух источников МДС постоянного магнита и обмотки возбуждения. Такие генераторы применяются в отечественных самолетах таких как МиГ-23, Миг-27 и Су-24 (СГК-30/1,5 (рис.5) и СГК-30М) [6].
Рисунок. 1.5. Конструкция генератора СГК-30/1,5
1 вал; 2 фланец; 3, 8 катушки обмотки управления трехфазного генератора; 4 корпус; 5 постоянный магнит индуктора трехфазного генератора; 6 сердечник якоря трехфазного генератора; 7 разъем; 9 постоянный магнит индуктора однофазного генератора; 10 сердечник якоря трехфазного генератора; 11 патрубок; 12 катушки обмотки управления однофазного генератора.
Одни из самых распространенных типов генераторов, применяемых в летательных аппаратах это бесконтактные синхронные генераторы с вращающимися выпрямителями. Достоинство такого генератора заключается в том, что мощность на возбуждение возбудителя основного генератора поступает не из сети, а отбирается от авиадвигателя через электромеханическое преобразование в подвозбудителе. При этом подвозбудитель используется в качестве используется в качестве источника питания цепей регулирования, защиты и управления системами электроснабжения. Такие генераторы нашили широкое применение на таких самолетах, как МиГ-29, Су-27, Ту-204, Ил-96, Ан-70. На рис. 6 показана конструкция синхронного генератора с вращающимися выпрямителями ГТ40ПЧ8 с воздушным охлаждением [2].
Рисунок1.6. Конструкция генератора ГТ40ПЧ8
1 гибкий вал; 2, 21 подшипники; 3 вывод; 4 обмотка подвозбудителя; 5 ротор подвозбудителя; 6 статор подвозбудителя; 7 корпус подвозбудителя; 8 индуктор основного генератора; 9 корпус генератора; 10 статор основного генератора;
11 полый вал; 12 обмотка возбуждения основного генератора; 13 обмотка статора; 14 блок диодов; 15 статор возбудителя; 16 обмотка возбуждения возбудителя; 17 якорь возбудителя; 18 клеммовая панель; 19 вентилятор; 20 патрубок; 22 разъем; 23 клеммовая коробка трансформаторов тока; 24 кожух; 25 фланец крепления генератора на двигатель.
Одним из перспективных направлений развития автономных источников питания летательных аппаратов является применение генераторов с возбуждением от постоянных магнитов. Эти генераторы отличают надежное возбуждение и отсутствие специального источника питания для цепи возбуждения, высокая эксплуатационная надежность в работе и простота технического обслуживания, высокий КПД, малая инерционность при переходных процессах, возможность работы при достаточно высоких температурах и частотах вращения [2].
По сравнению с генераторами с электромагнитным возбуждением конструкции индукторов магнитоэлектрических генераторов отличаются большим разнообразием и зависят не только от назначения и мощности генератора, но и от магнитных и технологических свойств магнитов. Различные конструкции индукторов, применяемых в генераторах с постоянными магнитами представлены на рисунке 1.7. Из-за невысоких магнитных характеристик материалов постоянных магнитов магнитоэлектрические генераторы по удельным показателям могли конкурировать с классическими синхронными генераторами лишь в области небольших мощностей [6].
Рисунок 1.7. Конструкции индукторов магнитоэлектрических генераторов с постоянными магнитами
а - звездообразного типа без полюсных башмаков; б - звездообразного типа со сварными башмаками; в - с призматическими магнитами и сварными башмаками; г - с половинным числом постоянных магнитов; д - когтеобразного типа; е - с призматическими магнитами из редкоземельных материалов; ж - коллекторного типа; 1 - постоянный магнит; 2 - вал; 3 - магнитная сталь; 4 - немагнитная сталь; 5 - немагнитная втулка; 6 - алюминиевая заливка.
Но с началом промышленного освоения магнитов на основе интерметаллических соединений редкоземельных материалов с кобальтом и бескобальтовых редкоземельных постоянных магнитов на основе неодим - железо - бор стало возможно реализовывать магнитоэлектрические генераторы большой мощности. Так же по совершенствованию практического применения магнитоэлектрических генераторов связано с отказом от выполнения генератора в виде самостоятельного конструктивного агрегата и его поэлементным рассредоточением внутри авиадвигателя[6].
1.2 Обзор трехкаскадного генератора. Оценка их эффективности
На сегодняшний день достаточно широко распространёнными генераторами, используемыми в качестве основного источника электроэнергии в системе электроснабжения летательного аппарата -- это бесконтактные синхронные генераторы с вращающимися выпрямителями. Данные генераторы обладают достаточно высокой надежностью за счет бесконтактной передачи энергии на обмотку возбуждения генератора от статора на ротор электромагнитным путем. На данных генераторах достаточно просто обеспечивается регулирование напряжения. Одно из преимуществ данных генераторов это наличие собственного источника возбуждения, представленного синхронной электрической машиной с возбуждением от постоянных магнитов. Таким образом данный тип генераторов соответствуем всем необходимым требованиям для авиационных генераторов[1].
Работа данных генераторов осуществляется следующим образом. При вращении привода, соединенного с генератором, начинает вращаться индуктор подвозбудителя, на обмотках статора подвозбудителя наводится ЭДС, которая через блок регулирования напряжения осуществляет питание обмотки возбуждения возбудителя - синхронной машины с электромагнитным возбуждением. Регулируемый выпрямленный ток, протекая по обмоткам возбуждения возбудителя, создает поток, в поле которого вращается обмотка якоря возбудителя. Индуцируемая в нем ЭДС выпрямляется на выпрямительном блоке и обеспечивает надежное возбуждение на обмотке возбуждения основного генератора. Ток на обмотке возбуждения генератора создает синхронный стабильный магнитный поток возбуждения, который пересекая обмотку якоря генератора, наводит на ней ЭДС. На рисунке 1.8 представлена общая компоновка и схема соединения трехмашинного генератора. Одно из преимуществ данного трехмашинного агрегата в том, что подвозбудитель обеспечивает электроэнергией не только возбуждение основного генератора, но и питание всех цепей регулирования, управления и защиты системы электроснабжения, в который входит сам генератор [9].
Рис. 1.8 Схема размещения агрегатов (а) и объединения обмоток (б) трехмашинного генератора с вращающимся выпрямительным блоком
При создании централизованных сетей питания летательных аппаратов был произведен детальный анализ среди всех бесконтактных синхронных генераторов, в результате которого было определено, что наилучшими удельными массогабаритными показателями, различными достигаемыми качественными возможностями обладают генераторы с вращающимися выпрямителями. И на основе этих результатов в начале 1960-х годов была разработана целая серия генераторов ГТ (генератор трехфазный), которые и по сей день используются на различных бортах летательных аппаратов [9].
Генераторы серии ГТ мощностью 30 кВ*А с масляным распылительным охлаждением, или охлаждаемые топливом, являющиеся составной частью привода (интегральный привод--генераторные установки), используются на самолетах МиГ-29 и Су-27 различных модификаций, МиГ-31. Як-141, Су-24М, модифицированных Су-25 и МиГ-21-93, пассажирских и грузопассажирских Як-42, Ан-72, Ан-74. Такие же генераторы, но мощностью 60, 90 и 120 кВ*А применяются соответственно на самолетах Су-30, Су-33, Су-32, Су-34т Су-35, 7>-204, Ту-214, Ту-334, Ли-724, Ли-225 и Ту-22МЗ (ГТ60), Ял-96 и Ли-70 (ГТ90), Ту-160 (ГТ120).
Генераторы с воздушным охлаждением мощностью 40 кВ*А (рис. 1.6) устанавливаются в качестве магистральных на самолетах Ту-154, И л-62 М, Ил-86, а также на вертолетах Ми-17. Ми-24, Ми-28, Ка-29, Ка-32, Ка-50. Генераторы с аналогичной системой охлаждения мощностью 60 кВ*А (рис. 1.9) применены на самолетах Ил-76, Ил-78, А-50 [6].
Рис. 1.9. Конструкция и схема охлаждения генератора ГТ60ПЧ6А
1 - полый вал; 2 - посадочный фланец; 3 - вентилятор; 4 - обмоткодержатель; 5 - замыкатель демпферной клетки; 6 - корпус; 7 - сердечник индуктора; 8 - штифт; 9 - сердечник якоря; 10-- обмотка якоря; 11 -- индуктор возбудителя; 12 --ступица возбудителя; 13 - якорь возбудителя; 14 - щит; 15 - патрубок продува; 16 -- постоянный магнит; 17 -- якорь подвозбудителя; 18 - ребра ступицы; 19 - изоляционная втулка; 20 -- диододержатель; 21 -- выпрямитель; 22 -- хвостовик вала; 23, 27, 28 - аксиальные каналы; 24 - межполюсный клин; 25 --- обмотка возбуждения; 26 -- стержень демпферной клетки.
Основные агрегаты генератором с вращающимися выпрямителями имеют следующие особенности [5].
Пакет статора основного генератора с якорной обмоткой закрепляется на ребрах корпуса или на самом корпусе. В генераторах с воздушным охлаждением пакет ротора с явно выраженными полюсами напрессовывается на ребра полого вала. В пакете стали основного генератора с масляным распылительным охлаждением у вала под каждым полюсом имеются проходные каналы для выравнивания давления в полостях привода и генератора.
Так как генераторы с воздушным охлаждением и интегральный генератор рассчитаны на эксплуатацию при номинальных частотах вращения, равных 6000 и 12 000 об/мин, количество полюсов их индукторов разнос: восемь -- в ГТ40, ГТ60 и четыре -- в ГТ30.
В генераторе ГТ60 имеется встроенный центробежный вентилятор, обеспечивающий охлаждение в наземных условиях при 30 %-ной нагрузке. Вентилятор размешен на валу у левого торца индуктора основного генератора. Лопатки вентилятора установлены так. что выбрасываемый воздух направлен также и на лобовую часть обмотки статора, что важно для охлаждения генератора в режиме без продува [5].
Пакет статора возбудителя с явно выраженными полюсами и их обмотками закреплен на ребрах корпуса (ГТ60) или на самом корпусе (ГТ30). В генераторе
ГТ40 индуктор возбудителя, закрепляемый на ребрах корпуса, выполнен в виде электромагнитной системы с 16 когтеобразными полюсами чередующейся полярности и кольцевой катушкой. Пакет ротора с якорной обмоткой напрессован на ступицу с радиальными ребрами. Ребра ступицы в генераторах с воздушным охлаждением образуют каналы дня прохода охлаждающего воздуха.
Блок вращающихся выпрямителей. В генераторе ГТ60 кремниевые диоды установлены на диододержателе, размешенном внутри полого вала генератора. Блоки вращающихся выпрямителей остальных генераторов смонтированы на ступице возбудителя, при этом в интегральном генераторе диоды расположены горизонтально, что позволяет значительно сократить радиальные размеры узла и разместить ею внутри возбудителя. Схема выпрямления генераторов с охлаждением продувом -- шестифазная однополупериодная. Диоды выпрямительного блокагенератора ГТЗО соединены по мостовой схеме, что позволяет выиграть в массе машины при некотором снижении надежности. Однополупериодиая схема позволяет расположить диоды на общем кольце, которое служит и радиатором. При двухполупери- одной схеме выпрямления диоды размещаются на самостоятельных изолированных радиаторах [5].
Пакет статора подвозбудителя с трехфазной якорной обмоткой кренится к корпусу или, как в генераторе ГТ60. на литых выступах щита. В качестве индуктора используется залитая алюминиевым сплавом шестнадцатиполюсная звездочка из ПМ (ГТ40, ГТ60) или восьмиполюсная когтеобразная система с кольцевым постоянным магнитом (ГТЗО).
Вал. Общим в конструкции валов рассматриваемых генераторов является то, что все они -- полые. В генераторе ГТ40 применена двухвальная система с гибким валом (торсионом) для соединения ротора посредством шлицов с редуктором привода газотурбинного двигателя. В генераторе ГТ60 для стыковки электрической машины с приводом использован шлицевой переходной валик. Вал интегрального генератора выполнен герметизированным и снабжен вращающимися уплотнителями [5]. Для распределения хладагента (масла) в вале в нескольких сечениях по длине машины предусмотрены жиклеры, число которых соответствует количеству полюсов. Для рассматриваемого генератора их количество в каждом их двух сечении равно четырем.
Тяжелые вертолеты Ми-26 оснащены двухканальной СЭС с генераторами ГТ90, а такие же генераторы, но мощностью 120 кВ*А используются на самолетах Ли-22 и А-50 (на авиационном комплексе дальнего радиолокационного обнаружения А-50 два генератора ГТ120 приводятся от индивидуальной силовой установки и обеспечивают электроэнергией спецоборудование).
В качестве резервных генераторы серии ГТ с воздушной системой охлаждения мощностью 40 кВ*А применяются на самолетах Як-42, Ту-154, Ил-76, Ил-86, Ил-96, Ан-724 и др. Такой же генератор, но мощностью 60 кВ * А используется в качестве резервного на самолетах Ан-70, Ту-204, Ту-214 [9].
Рис. 1.10 Конструкция интегрального привод-генератора ГТ
Так же у данных генераторов имеются значительные недостатки, основное это достаточно сложная конструкция основных рабочих частей машины, которая включает в себя вращающиеся диоды, расположенные на роторе. Данный фактор значительно ограничивает рабочую температуру генератора и частоту вращения вала. Основным направлением в развитии трехмашинных агрегатов серии ГТ были связаны с оптимизацией систем охлаждения, освоением и внедрением магнитомягких материалов с высоким содержанием кобальта при высокой механической прочности и химической стойкости изоляции. Были произведены работы по интеграции трехмашинного агрегата с приводом постоянных оборотов и совместной системе охлаждения (рис. 1.10 и рис. 1.11) [5].
Рис. 1.11. Конструкция интегрального генератора с масляным распылительным охлаждением
1 - распылительный жиклер; 2 - подвозбудитель; 3 - катушка индуктора основного генератора; 4, 6 - обмотки статора; 5 - внешний трубопровод; 7 - возбудитель; 8 - блок вращающихся выпрямителей; 9 - штуцер; 10 - кольцевой распылитель; 11 - маслоканал; 12 - отверстие; 13 - жиклер.
Авиационные генераторы серии ГТ производились с разными вариантами компоновки отдельных агрегатов, но непосредственно конструктивное разнообразие генераторов было за счет различных систем охлаждения. Данные генераторы имеют два основных типа системы охлаждения, это принудительную систему охлаждения, где осуществляется продув основных рабочих частей генератора скоростным воздушным потоком, и непосредственное жидкостное, где в качестве хладагента используется топливо, масло. Конструктивно данные генераторы имеют значительные внешние конструктивные различия. Генераторы с принудительным охлаждением представляют собой моноблок, с характерными воздушными каналами охлаждения [5]. Особенность данных генераторов это то, что они способны работать не только с авиационными приводами. Также они более просты в обслуживании. Интегральные же генераторы имеют каналы для протекания хладагента и системы распыления, совмещенные непосредственно с приводом, конструктивно имеют только один щит и один подшипник, а второй подшипник используют с привода, так же с фильтрами, воздухоочистителями и топливомасляными радиаторами. Схема всей маслосистемы представлена на рисунке 1.12 [5].
Рис. 1.12. Гидравлическая схема интегрального привод-генератора
Перспектива развития генераторов серии ГТ связаны непосредственно с создание современных бортовых систем электроснабжения летательных аппаратов. Развитие интегральных генераторов ГТ связано с развитием системам охлаждения, новыми хладагентами. Трехмашинные агрегаты серии ГТ с принудительным же охлаждением развиваются в сторону применения с приводами переменной частотой вращения, но при постоянной частоте тока на выходе с генератора, то есть без привода постоянной частоты вращения. Это значительно уменьшает массогабаритные показатели системы в целом [6].
1.3 Обзор систем управления 3-х каскадного генератора на примере (БРЗУ115)
Постоянное стабильное напряжение на выходе генератора во всех режимах работы под нагрузкой обеспечивается с помощью регуляторов напряжения. Также регуляторы напряжения управляют процедурой распределения нагрузки при параллельной работе генераторов и обеспечивают надежное качество электроэнергии на установившихся и переходных режимах при работе системы электроснабжения [1].
Рис. 1.13. Обобщенная схема регулирования напряжения
Система стабилизации напряжения состоит из объекта регулирования - генератора и регулятора напряжения. Общая функциональная схема представлена на рисунке 1.13. Измерительное устройство ИУ служит для измерения, нормирования, а иногда и для преобразования регулируемой величины в величину удобную для дальнейшего использования системой. Задающее устройство ЗУ обеспечивает установку необходимого значения регулируемой величины, причем физическая природа сигналов на выходе ИУ и ЗУ должна быть одинаковой. В сравнивающем устройстве СУ происходит формирование сигнала ошибки (отклонении регулируемого значения от заданного), который далее усиливается в усилительном устройстве УУ. В качестве последнего могут использоваться различные типы усилителей: электромеханические, магнитные, электронные. Усиленный сигнал подается на исполнительный орган ИО. который осуществляет воздействие на управляющий орган УО объекта регулирования. Для обеспечения устойчивости систем стабилизации напряжения и необходимого качества электроэнергии в установившихся и переходных режимах в регуляторах используются различные корректирующие КУ и стабилизирующие устройства [9].
Синхронными бесконтактные генераторы серии ГТ с вращающимися выпрямителями используются только с блоками регулирования напряжения, защиты и управления каналов в системе электроснабжения. Блоки регулирования напряжения различаются по элементным базам, алгоритмам управления.
В последних разработках PH с использованием полупроводниковых элементов большое место занимают транзисторные коммутаторы, включенные последовательно с обмоткой возбуждения (управления) генератора или возбудителя. На рисунке 1.14 представлена функциональная схема транзисторного регулятора напряжения.В ключевом режиме работы исполнительного органа - транзистора потери в нем минимальны что позволяет коммутировать в цепи возбуждения генератора или возбудителя значительные мощности. С генераторами серии ГТ в широко применяются транзисторные регуляторы напряжения (рис. 1.15).
Рис. 1.14. Функциональная схема транзисторного регулятора напряжения:
ИУ -- измерительное устройство; БПУ -- блок предварительного усиления; МШИ -- модулятор ширины импульсов; ППК - полупроводниковый ключ; ОС -- обратная связь; ОВВ - обмотка возбуждения возбудителя; Г -- генератор [9].
Рис. 1.15. Принципиальная электрическая схема транзисторного регулятора напряжения, используемого с генераторами серии ГТ
Основные элементы регулятора -- это измерительное устройство ИУ, модулятор шины импульсов МШИ, блок предварительного усиления БПУ сигнала с измерительного устройства и силовая часть - полупроводниковый
коммутатор ППК, включенный последовательно с обмоткой возбуждения возбудителя ОВВ. Измерительный орган (рис. 1.15) подключен к генератору через понижающий трансформатор TV и трехфазный выпрямитель VD1--VD3. Сигнал измеряемого напряжения поступает на резистор R2. и его форма зависит от соотношений между величинами R1, R2 и C1[5]. Этот сигнал имеет форму «пилы», уровень которой пропорционален средневыпрямленному значению напряжения генератора.Эталонный уровень сигнала Uэт формируется источником питания с напряжением 12,6 В, стабилитроном VD4 и потенциометрами R4, R5. Сигналы измеряемого и эталонного напряжений поступают соответственно на инвертируемый и неинвертируемый входы операционного усилителя А. используемого в качестве МШИ.Блок предварительного усиления выполнен на транзисторах VТ1 и VT2[9]. Схема объединения указанного блока с МШИ такова, что последний работает на отпирание VT1 и VТ2, а надежное запирание БПУ на временных интервалах, когда U А ВЫХ = U А min, обеспечивается напряжением смещения UСМ.
Силовая часть схемы PH, реализуемая на работающем в ключевом режиме транзисторе VТ3. обеспечивает управляемое подключение обмотки возбуждения возбудителя ОВВ к выпрямленному с помощью диодного блока напряжению подвозбудителя. Для обеспечения непрерывности протекания тока в ОВВ, когда VT3 закрыт, и для зашиты последнего от перенапряжений параллельно обмотке возбуждения возбудителя включены диоды VD6 и VD7[9].
Принцип действия схемы регулирования ясен из осциллограмм, показанных на рис. 9.38. При увеличении напряжения генератора уровень «пилы» поднимается, время прохождения импульсов UAmax уменьшается, также уменьшается время, в течение которого транзисторы VT1=VT3 открыты. Это проводит к снижению IОВВ и напряжению генератора [5]. При уменьшении напряжения относительно нормального уровня все процессы в отдельных звеньях регулятора напряжения проходят в обратном направлении. В режиме параллельной работы генератора на вход компаратора поступает ещё один сигнал - от индикатора реактивной мощности.
Улучшение динамических показателей регулятора напряжения допускается путем применения отрицательной обратной связи, элементами которой являются конденсатор С2, резисторы R9, R10 и диод VD5. При включении транзистора VT3 конденсатор С2 начинает разряжаться, понижая потенциал одного из двух входов компаратора и воздействуя тем самым на длительность его выходных импульсов [5].
На основе данной схемы разработан серийный транзисторный регулятор напряжения РНТ-115, который конструктивно входит в состав блока регулирования, защиты и управления БРЗУ-115. Различные модификации данного блока применяются на самолетах Ту-204, Ил-96, АН-124 и др. Используемые в настоящее время полупроводниковые регуляторы РНТ-115 обеспечивают точное поддержания напряжения в диапазоне 115--119В даже в режиме полуторакратной перегрузки. При изменении нагрузки от холостого хода до номинальной использование них регуляторов позволяет снизить разбег напряжения н точке регулирования от 4 до 3 В (116--119 В), что соответствует всем требованиям.
1.4 Патентный обзор
Одно из требований, предъявляемое к современным авиационным генераторам, это обеспечение стартерного режима, для запуска основного маршевого двигателя. Один из способов хорошо представлен в способе запуска газотурбинного двигателя бесконтактным явнополюсным синхронным генератором с вращающимся выпрямителем [10].
Рис. 1.16. Схема блока управления способа запуска газотурбинного двигателя бесконтактным явнополюсным синхронным генератором с вращающимся выпрямителем
Для реализации данного способа, необходимо доработать конструкцию классического трехмашинного агрегата, установив дополнительно на валу датчик положения ротора, который необходим для запуска классического генератора в двигательном режиме. Но конкретно в данном способе, в двигательном режиме, в качестве рабочих частей выступают основная рабочая часть генератора и возбудитель. Схема работы данного способа представлена на рисунке 1.16. Опережающий вектор магнитного потока обеспечивается блоком управления, а начальная раскрутка ротора производится реактивным моментом. С возрастание частоты вращения двигателя индуцированная ЭДС в обмотках якоря возбудителя, проходя через блок вращающихся выпрямителей, питая обмотку возбуждения основного генератора, создает активный вращающийся момент [10]. При достижении необходимой минимальной скорости вращения блок управления отключается и трехмашинный агрегат переходит в генераторный режим.
Также вариант запуска маршевого двигателя с помощью электрической машины представлен в способе управления стартер-генератором газотурбинного двигателя. В данном способе запуска предлагается раскручивать трехмашинный
агрегат в режиме асинхронного двигателя. Сам запуск производится подачей переменного тока на статорные обмотки основного генератора, а пусковой момент создается при помощи короткозамкнутых демпферных обмоток без роторной индукционной катушки, что обеспечивает более легкий запуск. На следующем этапе трехмашинный агрегат переводят в режим синхронного двигателя, запитыванием роторной индукционной обмотки постоянным током. При запуске основного маршевого двигателя, прекращается запитывание статорной обмотки основного генератора переменным током и трехмашинный агрегат переходит в генераторный режим. Переходы между режимами во время запуска маршевого двигателя контролируются блоком управления и осуществляются строго при достижении определенных показателей по скорости вращении. Данный способ запуска двигателя отличается тем, что используются демпфирующие обмотки, которые позволяют запустить основной генератор режиме асинхронного двигателя [11].
Известно устройство для автономного электроуправления, благодаря которому становится возможно обеспечить увеличение времени вращения вала на разных скоростях во время отключения основного источника питания. Получается коммутированием источника питания, блока регуляторов питания и блока автоматических расцепителей, при этом выход реостата соединен с первым входом коммутатора источника питания, имеющего выход и второй вход, соответственно соединенные с входом электродвигателя и с выходом блока автоматических регуляторов питания, группа входов которого соединена с группой выходов блока автоматических расцепителей, имеющего вход, соединенный с выходом трехфазного выпрямителя с сглаживающим фильтром. На рисунке 1.17 представлена схема работы данного устройства.
Рис. 1.17. Устройство автономного электроуправления:
1 - источник питания; 2 - реостат; 3 - коммутатор источника питания; 4 - электродвигатель постоянного тока; 5 - синхронный генератор с возбудителем; 6 - исполнительный узел; 7 - блок автоматических регуляторов питания; 8 - блок автоматических расцепителей; 9 - трехфазный выпрямитель с сглаживающим фильтром[12].
При этом выход источника питания 1 через реостат 2 соединен с первым входом коммутатора источника питания 3, имеющего выход и второй вход соответственно соединенные с входом электродвигателя постоянного тока и с выходом блока автоматических регуляторов питания 7, группа входов которого соединена с группой выходов блока автоматических расцепителей 8, имеющего вход, соединенный с выходом трехфазного выпрямителя с сглаживающим фильтром 9, имеющего первый, второй и третий входы, соединенные соответственно с первым, вторым и третьим выходами синхронного генератора с возбудителем 5, жестко связанного с исполнительным узлом 6 и с электродвигателем постоянного тока 4.
Особенность данного устройства в том, что подключают коммутатор источника питания, блок автоматических регуляторов питания и блок автоматических расцепителей, при этом выход реостата соединен с первым входом коммутатора источника питания, имеющего выход и второй вход, соответственно соединенные с входом электродвигателя и с выходом блока.
автоматических регуляторов питания, группа входов которого соединена с группой выходов блока автоматических расцепителей, имеющего вход, соединенный с выходом трехфазного выпрямителя с сглаживающим фильтром [12].
Вывод
Обоснована актуальность применения синхронных генераторов. Приведён обзор состояния применения синхронных машин в качестве генераторов для системы электроснабжения летательных аппаратов. Рассмотрены области применения синхронных генераторов. Выявлены достоинства и недостатки синхронного генератора.
На основании проведенного анализа известных конструкций синхронных генераторов, были выявлены их преимущества и недостатки.
Для каждого проанализированного патента были описаны конструкции и их принципы действия, а также выявлены их преимущества и недостатки.
2. Расчётно - конструкторский раздел [15]
Данные для расчета:
Номинальный режим работы - продолжительный;
Номинальная мощность Рн = 100 кВт;
Номинальное напряжение Uн = 208 В;
Номинальная частота вращения n = 8000 об/мин;
Частота f = 400 Гц.
2.1 Определение главных размеров
1.1.1 Значение номинального фазного тока, А
1.1.2 Количество пар полюсов
1.1.3 Предварительное значение индуктивного сопротивления в о.е.
1.1.4 Коэффициент нагрузки
1.1.5 Расчетная мощность, кВт
1.1.6 Электромагнитная нагрузка
1.1.7 Индукция в воздушном зазоре машины при магнитопроводе статора из стали 49К2ФА с испарительной системой охлаждения
1.1.8 Электромагнитная нагрузка
1.1.9 Конструктивный коэффициент полюсного перекрытия
1.1.10 Расчетный коэффициент полюсного перекрытия
1.1.11 Коэффициент укорочения шага
где,
1.1.12 Число пазов на полюс и фазу
1.1.13 Коэффициент распределения
1.1.14 Коэффициент скоса пазов статора
1.1.15 Обмоточный коэффициент
1.1.16 Коэффициент формы поля
1.1.17 Отношение длины статора к диаметру
Принимаем,
1.1.18 Диаметр статора, см
Принимаем, см
1.1.19 Длина якоря, см
Принимаем, см
1.1.20 Полюсное деление статора
1.1.21 Синхронное индуктивное сопротивление машины по продольной оси
1.1.22 Воздушный зазор, см
Принимаем, см
2.2 Расчет обмотки, пазов и спинки якоря
1.1.23 Расчет обмотки
1.1.24 Расчетная величина магнитного потока в воздушном зазоре, Вб
1.1.25 Число витков в фазе
Принимаем,
1.1.26 Число параллельных ветвей обмотки статора
a1=3.
1.1.27 Число проводов в пазу
1.1.28 Число пазов статора
1.1.29 Зубцовое деление якоря
1.1.30 Максимальное значение допустимой индукции, Вб
1.1.31 Коэффициент заполнения сталью сечения магнитопровода статора
1.1.32 Коэффициент вытеснения магнитного потока
1.1.33 Необходимая минимальная ширина зубца, см
1.1.34 Максимально допустимая ширина паза, см
1.1.35 Выбор плотности тока, А/мм2
1.1.36 Площадь поперечного сечения проводника, мм2
1.1.37 Выбираем провод марки ПНЭТП
1.1.38 Число стержней проводника расположенных по ширине паза
1.1.39 Ширина изолированного стержня, мм
1.1.40 Суммарные изоляционные зазоры по ширине паза, мм
1.1.41 Ширина паза, мм
1.1.42 Принимаем, см
1.1.43 Число стержней проводника расположенных по высоте паза
n2=3.
1.1.44 Суммарные изоляционные зазоры по высоте паза, мм
1.1.45 Высота паза, мм
1.1.46 Суммарные изоляционные зазоры по ширине прорези паза, мм
1.1.47 Ширина прорези паза, мм
Принимаем, см
1.1.48 Шаг обмотки по пазам статора
1.1.49 Средняя ширина секции обмотки статора, см
где,
1.1.50 Зазор между секциями соседних пазов
1.1.51 Зубцовое деление по нижнему диаметру обмоточной меди
1.1.52 Угол поворота секции в лобовой части
1.1.53 Длина лобовой части секции, см
1.1.54 Средняя длина витка, см
Принимаем, м
1.1.55 Омическое сопротивление фазы обмотки якоря при 20?С, Ом
1.1.56 Температурный коэффициент сопротивления
1.1.57 Перегрев выше 20?С
1.1.58 Омическое сопротивление фазы обмотки якоря в нагретом состоянии, Ом
1.1.59 Коэффициент вытеснение тока в проводнике
1.1.60 Активное сопротивление фазы обмотки статора, Ом
1.1.61 Толщина межслойной изоляции прокладки
1.1.62 Коэффициенты учитывающие уменьшение рассеяния вследствие укорочения шага обмотки
1.1.63 Высота усиков
1.1.64 Удельная проводимость пазового рассеяния
1.1.65 Коэффициент дифференциального рассеяния
1.1.66 Удельная проводимость дифференциального рассеяния
1.1.67 Суммарная удельная проводимость рассеяния
1.1.68 Индуктивное сопротивление рассеяния
1.1.69 Внутренняя ЭДС обмотки статора при номинальной нагрузке, В
Принимаем, В
1.1.70 Внутренняя ЭДС обмотки статора при двойной нагрузке
Принимаем, В
1.1.71 Значения магнитного потока в воздушном зазоре при двойной нагрузке
1.1.72 Допустимая индукция в спинке статора
1.1.73 Радиальная высота спинки статора
1.1.74 Наружный диаметр статора
2.3 Определение размеров магнитной цепи ротора, демпферной клетки
1.1.75 Длина полюсной дуги ротора
1.1.76 Ширина полюсной дуги, см
1.1.77 Длина полюса, см
1.1.78 Коэффициент рассеяния потоков полюсов
1.1.79 Допустимая индукция в полюсе
1.1.80 Ширина полюса, см
1.1.81 Высота спинки ярма ротора, см
1.1.82 Магнитная индукция в воздушном зазоре при двухкратной перегрузке
1.1.83 Высота полюсного башмака
1.1.84 Шаг демпферной обмотки
1.1.85 Число стержней демпферной клетки
1.1.86 Площадь поперечного сечения стержня, мм2
1.1.87 Диаметр клетки
1.1.88 Высота паза демпферной клетки
где,
Принимаем
1.1.89 Ширина прорези паза демпферной клетки принимаем, см
Принимаем, см
1.1.90 Высота полюсного башмака по оси полюса, см
1.1.91 Магнитная индукция в зубце ротора
1.1.92 Площадь поперечного сечения кольца демпферной клетки
1.1.93 Плотность тока в обмотке возбуждения
1.1.94 Коэффициент заполнения окна медью
1.1.95 Необходимая площадь поперечного сечения обмотки возбуждения на полюсе
1.1.96 Ширина верхней части катушки
где,
1.1.97 Принимаем предварительно, см
1.1.98 Диаметр вала, см
1.1.99 Ширина нижней части катушки, см
1.1.100 Принимаем предварительно, см
1.1.101 Необходимая высота катушки, мм
Принимаем, см
1.1.102 Высота сердечника полюса, см
Принимаем, см
1.1.103 Высота полюса
1.1.104 Ширина нижней полки полюса
1.1.105 Ширина верхней полки полюса
1.1.106 Проводимость рассеяния полюсных сердечников
1.1.107 Проводимость рассеяния полюсных башмаков
1.1.108 Суммарная проводимость рассеяния на пару полюсов
1.1.109 Проводимость полного потока рассеяния ротора
2.4 Определение МДС обмотки возбуждения при двойной нагрузке
1.1.110 МДС воздушного зазора
где,
1.1.111 Расчет МДС зубцов якоря
1.1.112 По кривой намагничивания находим значения напряженностей поля в зубцах
1.1.113 Расчетная напряженность поля
1.1.114 Длина магнитно силовой линии в зубцах
МДС для зубцов статора на пару полюсов
2.5 Расчет МДС спинки якоря
1.1.115 Магнитная индукция в спинке якоря
1.1.116 Длина магнитной силовой линии
где,
1.1.117 Напряженность магнитного поля в спинке якоря
1.1.118 МДС спинки якоря
1.1.119 Суммарное падение магнитного напряжения в статоре
1.1.120 МДС реакции якоря при двойной нагрузке
1.1.121 Синхронное индуктивное сопротивление реакции якоря по продольной оси
1.1.122 Синхронное индуктивное сопротивление реакции якоря по поперечной оси
1.1.123 С учетом насыщения
, где,
1.1.124 Синхронное индуктивное сопротивление по продольной оси
1.1.125 То же по поперечной оси
1.1.126 С учетом насыщения
1.1.127 МДС реакции якоря по продольной оси
где,
1.1.128 Продольная составляющая расчетной ЭДС
1.1.129 Продольная составляющая МДС цепи якоря при двойной нагрузке
1.1.130 Продольная МДС якоря при двойной перегрузке, приведенная к полюсным башмакам
1.1.131 Продольный поток в рабочем зазоре при двойной нагрузке
1.1.132 Поток дифференциального рассеяния индуктора при двойной перегрузке
где,
1.1.133 Магнитный поток на выходе индуктора
1.1.134 Поток рассеяния в сердечнике полюса
1.1.135 Магнитный поток в сердечнике полюса
1.1.136 Магнитная индукция в сердечнике полюса
трехкаскадный генератор обмотка ротор
1.1.137 Напряженность поля
1.1.138 МДС полюсов
1.1.139 Магнитный поток рассеяния в ярме индуктора
1.1.140 Магнитный поток в ярме индуктора
1.1.141 Магнитная индукция в ярме
1.1.142 Напряженность поля в ярме
1.1.143 Длина магнитного пути ярма индуктора
1.1.144 МДС ярма индуктора
1.1.145 МДС обмотки возбуждения при двойной перегрузке
2.6 Расчет обмотки возбуждения
1.1.146 Средняя длина витка обмотки возбуждения
1.1.147 Площадь поперечного сечения проводника
где,
1.1.148 Выбор размеров провода, без изоляции
1.1.149 Размеры провода с изоляцией
1.1.150 Плотность тока в обмотке возбуждения
1.1.151 Ток в обмотке возбуждения
1.1.152 Число витков на полюс
1.1.153 Уточненное значение тока в обмотке
1.1.154 Укладка витков в катушке
Первые 6 рядов - 25 витков;
7й ряд - 22 витка, 8й ряд - 20 витков, 9й ряд - 17 витков,
10й ряд - 14 витков,
11й ряд - 12 витков,
12й ряд - 9 витков;
Итого 244 витка в катушке.
1.1.155 Электрическое сопротивление обмотки возбуждения
1.1.156 Максимальная мощность возбуждения
2.7 Расчет номинального режима
1.1.157 По кривой намагничивания находим значения напряженностей поля в зубцах
1.1.158 Расчетная напряженность поля
1.1.159 МДС для зубцов статора на пару полюсов
1.1.160 Магнитная индукция в спинке якоря
1.1.161 Напряженность магнитного поля в спинке якоря
1.1.162 МДС спинки якоря
1.1.163 Суммарное падение магнитного напряжения в статоре
1.1.164 МДС реакции якоря
1.1.165 Синхронное индуктивное сопротивление реакции якоря по продольной оси
1.1.166 Синхронное индуктивное сопротивление реакции якоря по поперечной оси
1.1.167 С учетом насыщения
1.1.168 Синхронное индуктивное сопротивление по продольной оси
1.1.169 То же по поперечной оси
1.1.170 С учетом насыщения
1.1.171 МДС реакции якоря по продольной оси
, где,
1.1.172 Продольная составляющая расчетной ЭДС
1.1.173 Продольная составляющая МДС цепи якоря при двойной нагрузке
1.1.174 Продольная МДС якоря при двойной перегрузке, приведенная к полюсным башмакам
1.1.175 Продольный поток в рабочем зазоре при двойной нагрузке
1.1.176 Поток дифференциального рассеяния индуктора при двойной перегрузке
где,
1.1.177 Магнитный поток на выходе индуктора
1.1.178 Поток рассеяния в сердечнике полюса
1.1.179 Магнитный поток в сердечнике полюса
1.1.180 Магнитная индукция в сердечнике полюса
1.1.181 Напряженность поля
1.1.182 МДС полюсов
1.1.183 Магнитный поток рассеяния в ярме индуктора
1.1.184 Магнитный поток в ярме индуктора
1.1.185 Магнитная индукция в ярме
1.1.186 Напряженность поля в ярме
1.1.187 МДС ярма индуктора
1.1.188 МДС обмотки возбуждения при номинальной нагрузке
2.8 Расчет холостого режима
1.1.189 По кривой намагничивания находим значения напряженностей поля в зубцах
1.1.190 Расчетная напряженность поля
1.1.191 МДС для зубцов статора на пару полюсов
1.1.192 Магнитная индукция в спинке якоря
1.1.193 Напряженность магнитного поля в спинке якоря
1.1.194 МДС спинки якоря
1.1.195 Суммарное падение магнитного напряжения в статоре
1.1.196 Синхронное индуктивное сопротивление по продольной оси
1.1.197 То же по поперечной оси
1.1.198 С учетом насыщения
1.1.199 МДС реакции якоря по продольной оси
где,
1.1.200 Продольная составляющая расчетной ЭДС
1.1.201 Продольная составляющая МДС цепи якоря при двойной нагрузке
1.1.202 Продольная МДС якоря при двойной перегрузке, приведенная к полюсным башмакам
1.1.203 Продольный поток в рабочем зазоре при двойной нагрузке
1.1.204 Поток дифференциального рассеяния индуктора при двойной перегрузке
где,
1.1.205 Магнитный поток на выходе индуктора
1.1.206 Поток рассеяния в сердечнике полюса
1.1.207 Магнитный поток в сердечнике полюса
1.1.208 Магнитная индукция в сердечнике полюса
1.1.209 Напряженность поля
1.1.210 МДС полюсов
1.1.211 Магнитный поток рассеяния в ярме индуктора
1.1.212 Магнитный поток в ярме индуктора
Подобные документы
Выбор и обоснование основных размеров. Расчет обмотки статора и возбуждения, пусковой обмотки, магнитной цепи, параметров и постоянных времени. Масса активных материалов. Определение потерь и коэффициента полезного действия. Характеристики генератора.
курсовая работа [654,6 K], добавлен 25.03.2013Расчет пазов и обмотки статора, полюсов ротора и материала магнитопровода синхронного генератора. Определение токов короткого замыкания. Температурные параметры обмотки статора для установившегося режима работы и обмотки возбуждения при нагрузке.
курсовая работа [1,6 M], добавлен 20.06.2014Определение главных размеров электромагнитных загрузок, числа пазов статора и ротора, витков в фазе обмотки и зубцовой зоны. Расчет магнитной цепи статора и ротора. Параметры асинхронного двигателя. Определение потерь и коэффициента полезного действия.
курсовая работа [956,2 K], добавлен 01.06.2015Расчет параметров синхронного генератора. Магнитная цепь двигателя. Размеры, конфигурация, материал. Обмотка статора и демпферная обмотка. Расчет магнитной цепи. Активное и индуктивное сопротивление обмотки для установившегося режима. Потери и КПД.
дипломная работа [336,8 K], добавлен 04.07.2014Определение размеров и выбор электромагнитных нагрузок асинхронного двигателя. Выбор пазов и типа обмотки статора. Расчет обмотки и размеры зубцовой зоны статора. Расчет короткозамкнутого ротора и магнитной цепи. Потери мощности в режиме холостого хода.
курсовая работа [1,2 M], добавлен 10.09.2012Выбор главных размеров асинхронного электродвигателя. Определение числа пазов, числа витков в фазе и поперечного сечения проводов обмотки статора. Расчет ротора, магнитной цепи. Параметры рабочего режима. Расчет рабочих и пусковых характеристик.
курсовая работа [1,6 M], добавлен 08.06.2015Выбор главных размеров трехфазного асинхронного электродвигателя. Определение числа пазов, витков и сечения провода обмотки статора. Расчет размеров зубцовой зоны статора и воздушного зазора. Расчет короткозамкнутого ротора, намагничивающего тока.
курсовая работа [285,6 K], добавлен 14.03.2009Данные двигателя постоянного тока серии 4А100L4УЗ. Выбор главных размеров асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором. Расчет зубцовой зоны и обмотки статора, конфигурация его пазов. Выбор воздушного зазора. Расчет ротора и магнитной цепи.
курсовая работа [4,8 M], добавлен 06.09.2012Расчет и оптимизация геометрических и электрических параметров трехфазных обмоток статора синхронного генератора. Конструирование схемы обмотки, расчет результирующей ЭДС с учетом высших гармонических составляющих. Намагничивающие силы трехфазной обмотки.
курсовая работа [2,1 M], добавлен 24.04.2014Электромагнитный расчет трехфазного асинхронного электродвигателя с короткозамкнутым ротором. Выбор главных размеров, определение числа пазов статора и сечения провода обмотки. Расчет размеров зубцовой зоны статора, ротора, намагничивающего тока.
курсовая работа [3,0 M], добавлен 28.04.2014