Проектирование турбогенератора. Курсовая работа (т). Другое.
🛑 👉🏻👉🏻👉🏻 ИНФОРМАЦИЯ ДОСТУПНА ЗДЕСЬ ЖМИТЕ 👈🏻👈🏻👈🏻
Вы можете узнать стоимость помощи в написании студенческой работы.
Помощь в написании работы, которую точно примут!
Похожие работы на - Проектирование турбогенератора
Скачать Скачать документ
Информация о работе Информация о работе
Скачать Скачать документ
Информация о работе Информация о работе
Скачать Скачать документ
Информация о работе Информация о работе
Скачать Скачать документ
Информация о работе Информация о работе
Скачать Скачать документ
Информация о работе Информация о работе
Скачать Скачать документ
Информация о работе Информация о работе
Скачать Скачать документ
Информация о работе Информация о работе
Нужна качественная работа без плагиата?
Не нашел материал для своей работы?
Поможем написать качественную работу Без плагиата!
Турбогенераторами называются электрические генераторы, механическим приводом которых являются паровые турбины. С целью получения высоких технико-экономических показателей паровые турбины выполняют быстроходными. Турбогенераторы для работы на тепловых электростанциях строят на максимальные частоты вращения ротора 3000 об/мин с двумя полюсами при частоте напряжения 50 Гц.
Турбогенераторы для атомных электростанций (АЭС) выполняют четырех полюсными с частотой вращения ротора 1500 об/мин, что связано с относительно низкими параметрами пара, получаемого от реакторов АЭС.
В связи с высокими частотами вращения и значительными механическими напряжениями в теле ротора турбогенераторы изготавливают как неявнополюсные машины горизонтального исполнения.
Развитие страны предусматривает опережающий рост энергетики, главным образом, за счет возведения тепловых и атомных электростанций, оснащенных современными мощными турбогенераторами.
Турбогенераторы являются сложными и современными электрическими машинами, при проектировании которых постоянно находят применение последние достижения науки и техники.
Проектирование электрических машин - это искусство, соединяющее знание процессов электромеханического преобразования энергии с опытом, накопленным поколениями инженеров-электромехаников, умеющих применять вычислительную технику, и талантом инженера, создающего новую или улучшающего уже выпускаемую машину.
Прогресс в развитии вычислительной техники, появление современных компьютерных технологий позволяют автоматизировать процесс проектирования электрических машин.
Но прежде, чем заниматься вопросами автоматизации и оптимизации проектирования, необходимо освоить методику проектирования турбогенераторов, связанную с выбором основных размеров, электромагнитными и другими расчетами турбогенераторов.
. Определение основных размеров и электромагнитных нагрузок
) Предварительный диаметр расточки статора:
) Выбираем предварительную нагрузку A и магнитную индукцию для заданного типа охлаждения и номинальной полной мощности:
) Предварительный диаметр бочки ротора:
6) Выбираем диаметр бочки ротора из нормализованного ряда:
) Уточняем внутренний диаметр статора:
Определяем предварительную длину магнитопровода (сердечника) статора:
Здесь обмоточный коэффициент принят , угловая скорость:
8) Определяем предварительную длину бочки ротора:
Отношение , находится в допустимых пределах.
Для данного проекта выбираем двухслойную петлевую обмотку с укороченным шагом.
Номинальное фазное напряжение при соединении обмоток статора звездой:
Номинальный фазный ток в обмотке статора:
Принимаем число параллельных ветвей обмотки статора:
Число эффективных проводов (стержней) в пазу (по высоте):
Предварительное, пазовое (зубцовое) деление статора:
Предварительное число пазов (зубцов) статора:
Принимаем Z1=48, тогда число пазов на полюс и фазу
Число последовательно соединенных витков фазы статора:
Полюсное деление выраженное числом пазовых делений:
11) Принимаем укорочение шага: . Шаг обмотки по пазам: Действительное значение
Определяем угол сдвига по фазам в электрических градусах:
По расчетным данным построена звезда пазовых ЭДС и схема трехфазной петлевой обмотки статора (листы 1 и 2 приложения).
Полученная уточненная линейная нагрузка отличается от ранее выбранной менее, чем на 3%.
Магнитный поток основной гармонической при холостом ходе:
Уточняем предварительную длину магнитопровода (сердечника) статора:
Принимаем длину магнитопровода (сердечника) статора
В данном проекте принята радиальная система вентиляции активной стали. С учетом заданного принципа охлаждения, принимаем длину пакетов длину радиальных вентиляционных каналов
Число пакетов в сердечнике статора:
Длина стали сердечника статора (без каналов):
Сердечник статора из горячекатаной стали. Ориентация направления прокатки - поперек зубца. Принимаем магнитную индукцию в коронке зубца при холостом ходе: Определяем предварительную ширину коронки зубца:
Ширина паза статора предварительно:
Общий размер толщины изоляции в пазу по ширине паза, с учетом прокладок и зазора на укладку для напряжения 10,5 кВ:
Ширина изолированного элементарного проводника (предварительно) (при двух столбцах элементарных проводников в пазу):
Ширина не изолированного элементарного проводника (предварительно):
э =0,33 мм - двухсторонняя толщина изоляции ПСД по меньшей стороне а э ()
Магнитная индукция находится в пределах рекомендуемых значений ()
Плотность тока в стержне обмотки статора при косвенном водородном охлаждении:
где, - допустимый перепад температур в пазовой изоляции, - удельная электрическая проводимость меди при расчетной температуре , - удельная теплопроводность термореактивной изоляции при охлаждении водородом, - суммарный размер элементарных проводников без изоляции по ширине паза. Если стержень из двух столбцов, то
Плотность тока находится в пределах рекомендуемых значений.
Принимаем по справочным данным, второй размер проводника ;
Число элементарных проводников в стержне (так как стержень по ширине состоит из двух столбцов, то число элементарных проводников должно быть четным и целым):
, площадь сечения элементарного проводника, взятое из справочных данных, по размерам: и ;
Полученное значение коэффициента вытеснения тока находится в пределах рекомендуемых значений ().
Высоту клина выбираем в соответствии с рекомендациями:
Высота всех изолированных элементарных проводников одного стержня:
Высота паза статора при двух одинаковых стержня размещенных в пазу:
В соответствии с расчетами выполнен чертеж заполненного паза статора (лист 3, приложения) по таблице №1.
№ поз. Лист 3Содержание пазаРазмеры, ммпо высотепо ширине3Изоляция переходов (миканит гибкий ГФС или ГМС толщиной 0,2 мм)0,44Прокладка между полустержнями (ткань стеклянная, пропитанная эпоксидно-фенольным лаком)0,52Выравнивающая масса (шпатлевка ЭШ-211)0,40,26Накладка (стеклотекстолит СТЭФ-1)17, 8Изоляция от корпуса (лента стеклослюденитовая ЛТСС-3, вполнахлеста, толщиной 0,17мм; лента стеклянная толщиной 0,1 мм)889Полупроводящее покрытие (лента асболавсановая, покрытая, полупроводящим лаком )11Двухсторонняя толщина изоляции9,71Прокладка на дно паза (электронит)110Прокладка между стержнями (стеклотекстолит СТЭФ-2)511Прокладка под клин1Зазор на укладку0,50,5Общий размер толщины изоляции в пазу прокладок и зазора на укладку29,110,2
Проверяем отношение высоты паза статора к диаметру:
Величина отношения находится в пределах рекомендуемых значений ().
Отношение высоты паза статора к его ширине:
Величина отношения находится в пределах рекомендуемых значений ().
где индукция ярма (спинки) статора по справочным данным.
Внешний диаметр сердечника статора:
Проверяем отношение внешнего диаметра статора к внутреннему:
Полученная величина отношения незначительно отличается от рекомендуемых значений (
Активное сопротивление фазы обмотки статора постоянному току при температуре 75 :
Индуктивное сопротивление рассеяния обмотки статора в относительных единицах:
где, расчетная длина поля рассеяния с учетом вентиляционных каналов ( число вентиляционных каналов);
где, толщина прокладки на дне паза,
Индуктивное сопротивление рассеяния лобовых частей обмотки в относительных единицах при немагнитных бандажах ротора:
где, длина лобовой части полувитка.
Индуктивное сопротивление рассеяния обмотки статора:
Дифференциальным рассеянием можно пренебречь, так как число пазов на полюс и фазу
Возможное число пазовых делений ротора:
Число реальных обмотанных пазов и отношение :
По справочным данным для и рекомендации: для быть четными кратным 4; для быть по возможности наименьшим. Принимаем:
Определяем глубину паза ротора (предварительно):
Пазовое деление в основании зубцов ротора:
Выбираем паз ротора с параллельными стенками. Предварительную ширину паза выбираем из соотношений:
Ширина зубца в наиболее узком месте (в основании):
Полученное значение ширины зубца находится в пределах рекомендуемых значений для ().
Ориентировочная ширина обмотки возбуждения:
где, общая двухсторонняя ширина изоляции по ширине паза.
Выбираем из справочных данных для обмотки возбуждения провод прямоугольного сечения:
Проверяем ширину зубца в наиболее узком месте:
Согласно расчетом выполнен чертеж схемы обмотки возбуждения (лист 5 приложения).
Проводим магнитный расчет зубцов ротора по двум сечениям, на высоте: Расчет диаметра сечений:
Расчетные площади сечений зубцов ротора:
(так как паз имеет параллельные стенки).
Ширина зубца статора в поперечном сечении:
Расчетная площадь сечения стали зубцов статора на полюсном делении эквивалентной явнополюсной машины:
Расчетная площадь сечения немагнитного зазора на полюсном делении эквивалентной явнополюсной машины:
Площадь сечения стали ярма статора:
Расчёт характеристики холостого хода проводят для ряда значений ЭДС:
коэффициент, учитывающий радиальные вентиляционные каналы сердечника статора:
коэффициент, учитывающий рифление поверхности ротора:
для косвенного охлаждения принимаем шаг рифления ширина канавки =0,006 м.
коэффициент, учитывающий ступенчатость крайних пакетов сердечника статора:
Расчетная средняя длина индукционных магнитных линий ярма статора:
Коэффициент магнитной проводимости для потока пазового рассеяния ротора при прямоугольном пазе:
где - толщина подклиновой прокладки из текстолита или миканита);
Коэффициент магнитной проводимости потока рассеяния по коронкам зубцов ротора:
Так как, значение магнитной индукции , находим коэффициент ответвления потока в паз:
Так как, значение магнитной индукции в ярме ротора превышает рекомендуемые значения. Заполняем магнитным материалом (стальной стержень) центральное отверстие для снижения магнитной индукции (). Находим площадь сечения ярма ротора:
Расчетная длинна индукционных линий ярма ротора (радиус по дну пазов):
6. Магнитодвижущая сила обмотки возбуждения при номинальной нагрузке. Регулировочная характеристика
Магнитодвижущая сила обмотки статора на один полюс при номинальном токе якоря:
Коэффициент приведения по 1-ой гармоники МДС якоря к условиям обмотки возбуждения:
Приведенная МДС обмотки якоря, при номинальной нагрузке к условиям обмотки возбуждения:
Индуктивное сопротивление рассеяния Потье:
Для определения МДС обмотки возбуждения турбогенератора была построена, в относительных единицах, векторная диаграмма (лист 4) неявнополюсной машины (диаграмма Потье).
Изменение напряжения при сбросе нагрузки от номинальной до нуля:
Для построения регулировочной характеристики в относительных единицах были построены векторные диаграммы для ряда токов нагрузки (лист 4): .
Две точки регулировочной характеристики известны ; Так как в относительных единицах, можно построить регулировочную характеристику
Охлаждения обмотки ротора - косвенное водородом. За расчетную температуру обмотки ротора принимаем . Удельное сопротивление меди с присадкой серебра при температуре :
Для предварительного определения площади поперечного сечения эффективного проводника обмотки возбуждения требуется определить среднюю длину витка:
средняя длина лобовой части полувитка обмотки возбуждения;
Предварительная площадь сечения эффективного проводника обмотки возбуждения:
Выбираем из справочных данных два проводника с размерами: Площадь эффективного сечения проводника:
Число эффективных проводников по высоте паза ротора (предварительно):
Уточняем высоту паза ротора с учетом размеров изоляции:
Так как окончательная высота паза меньше предварительной, а ширина паза осталась неизменной проверку допустимой ширины зубца ротора не делаем.
Число витков обмотки возбуждения на один полюс:
Плотность тока в проводниках обмотки возбуждения при косвенном охлаждении:
Полученное величина находится в пределах допустимых значений.
Электрическое сопротивление обмотки возбуждения постоянному току при температуре :
Номинальное напряжение обмотки возбуждения:
Номинальное напряжение на контактных кольцах ротора и возбудителя:
7. Параметры и постаянная времени турбогенератора
Индуктивное сопротивление взаимной индукции по продольное оси:
Индуктивное сопротивление взаимной индукции по поперечной оси:
Синхронное индуктивное сопротивление по продольной оси:
Синхронное индуктивное сопротивление по поперечной оси:
Коэффициент рассеяния обмотки ротора:
где коэффициент магнитной проводимости для потокосцепления магнитного поля пазового рассеяния для прямоугольных пазов.
Индуктивное сопротивление обмотки возбуждения переменному току при отсутствии короткозамкнутых обмоток или контуров на статоре и роторе:
Индуктивное сопротивления рассеяния обмотки возбуждения:
Переходное индуктивное сопротивление обмотки статора по продольной оси:
Сверхпереходные индуктивные сопротивления по обмотки якоря по продольной и поперечной осям:
Синхронное индуктивное сопротивление для токов обратной последовательности:
Синхронное индуктивное сопротивление обмотки якоря токам нулевой последовательности при
Постоянная времени обмотки возбуждения при разомкнутой обмотки статора с учетом действия вихревых токов в массивной бочке ротора:
Постоянная времени затухания переходной составляющей тока якоря при внезапном трехфазном коротком замыкании обмотки:
Постоянная времени затухания сверхпереходной составляющей тока якоря при внезапном коротком замыкании обмотки:
Постоянная времени затухания апериодической составляющей тока якоря при внезапном трехфазном коротком замыкании (без учета насыщения):
. Отношение короткого замыкания, токи короткого замыкания и статическая перегружаемость
Кратность установившегося тока трехфазного короткого замыкания при номинальном возбуждении:
Кратность установившегося тока двухфазного короткого замыкания:
Кратность установившегося однофазного тока короткого замыкания:
Полная масса меди обмоток статора и ротора:
Полная масса электротехнической стали статора:
Основные электрические потери в обмотке якоря при номинальном напряжении и температуре 75 :
Добавочные потери мощности в обмотке якоря:
здесь коэффициент вытеснения тока (пп.46).
Добавочные потери мощности в зубцах и ярме соответственно, от высших гармонических МДС обмотки возбуждения:
здесь удельные потери стали на гистерезис и вихревые токи;
магнитные индукции в зубцах и ярме статора;
коэффициент для горячекатаной стали.
Добавочные потери мощности в зубцах от зубцовых гармонических МДС обмотки возбуждения при коротком замыкании:
где МДС обмотки возбуждения при трехфазном коротком замыкании и токе якоря равном номинальному;
коэффициент учитывающий затухание высших гармонических магнитного поля в зазоре между статором и ротором.
Добавочные пульсационные потери мощности в зубцах статора от зубчатости ротора при коротком замыкании:
Добавочные потери мощности на поверхности ротора высших гармонических МДС обмотки статора при коротком замыкании:
Добавочные потери мощности от зубцовых гармонических МДС обмотки статора при коротком замыкании:
Добавочные потери мощности в торцевых частях турбогенератора при коротком замыкании:
Полные потери мощности при коротком замыкании и номинальном токе якоря:
Потери мощности в стали ярма и зубцов статора соответственно:
где ; коэффициенты, учитывающие увеличение потерь в стали из-за ее механической обработки и неравномерности распределения магнитной индукции в сечении ярма и зубцов; - удельные потери в стали.
Основные потери мощности при холостом ходе:
Добавочные потери мощности в магнитопроводе статора от высших гармонических МДС обмотки возбуждения при холостом ходе:
Добавочные потери мощности в магнитопроводе статора от зубцовых гармонических МДС обмотки возбуждения при холостом ходе:
Добавочные пульсационные потери мощности в зубцах статора от зубчатости ротора при холостом ходе:
Добавочные потери мощности на поверхности ротора от зубчатости статора при холостом ходе:
Добавочные потери мощности при холостом ходе в торцевых частях:
Сумма потерь мощности в стали при холостом ходе:
Потери мощности на возбуждение при номинальной нагрузке и температуре 75 :
здесь падение напряжения в щеточном контакте;
КПД возбудителя, присоединенного непосредственно к валу турбогенератора.
Потери мощности на трение в двух подшипниках скольжения:
Диаметр и длину шейки вала (цапфы) определяем из соотношений:
где рекомендуемое давление в подшипниках скольжения.
Потери на трение ротора об газ, при давлении водорода
Потери мощности на трении торцевых поверхностей канавок рифления о газ определяем из следующих формул
Потери на трение щеток о контактные кольца:
суммарная поверхность всех щеток одной полярности;
коэффициент трения при скольжении щеток по кольцу;
здесь подогрев газа при водородном охлаждении;
подогрев газа на вентиляторе при водородном охлаждении.
где Па - давление, равное гидравлическому сопротивлению вентиляционной системы для турбогенераторов с водородным охлаждением;КПД осевого вентилятора.
Полные механические потери мощности:
Коэффициент полезного действия при номинальной нагрузке:
Постоянные потери мощности независящие от нагрузки:
Потери мощности короткого замыкания:
где значение тока при постоянном напряжении и постоянном коэффициенте мощности пропорционально мощности нагрузки:
где - по регулировочной характеристике для соответствующей нагрузки.
Коэффициент полезного действия при любой нагрузке :
электромагнитный турбогенератор замыкание ток
Отечественные турбогенераторы, не уступая по электрическим параметрам и коэффициенту полезного действия лучшим зарубежным аналогам, имеют несколько большие значения удельных расходов материалов и меньшее количество пусков в год (маневренность - 50-100 пусков в год по сравнению с 300 у зарубежных аналогов). В связи с повышенными требованиями маневренности и надёжности турбогенераторов создана единая серия турбогенераторов мощностью от 63 до 800 МВт, 3000 об/мин.
Единая унифицированная серия турбогенераторов спроектирована на базе серии ТВВ и ТВФ. В единой серии турбогенераторов применены только проверенные и оправдавшие себя в эксплуатации конструктивные решения основных узлов турбогенераторов. В этих турбогенераторах использованы схемы охлаждения, которые обеспечивают стабильное тепловое состояние и оптимальные условия работы изоляции. Выбранные конструктивные решения и электромагнитные нагрузки обеспечивают стабильный и низкий уровень вибрации, а также необходимые запасы для работы в маневренных и аномальных режимах. В единой серии турбогенераторов приняты следующие основные технические решения:
. косвенное водородное охлаждение обмотки статора турбогенератора 63 и 110 МВт и непосредственное водяное охлаждение обмотки статора турбогенераторов большой мощности;
2. непосредственное водородное охлаждение обмотки ротора;
. заполнение корпуса турбогенератора водородом;
. термореактивная изоляция обмотки статора;
. жесткое монолитное крепление лобовых частей обмотки статора, плотное закрепление обмотки статора в пазу;
. жесткое крепление сердечника статора в корпусе турбогенераторов 63 и 110 МВт и эластичное присоединение сердечника статора к корпусу турбогенераторов большей мощности;
. выносные стояковые опорные подшипники.
С повышением электромагнитных нагрузок в единой серии стало возможным сократить габаритные размеры и снизить удельное использование материалов.
В данном курсовом проекте представлен расчет турбогенератора типа ТВВ с косвенным водородным охлаждением обмотки статора и обмотки ротора. Основные параметры спроектированного турбогенератора сведены в таблицу.
1.Извеков В.И. и др. Проектирование турбогенераторов - М: Изд-во МЭИ, 2005г.
Похожие работы на - Проектирование турбогенератора Курсовая работа (т). Другое.
Курсовая работа по теме Расчет охладителя конденсата пара
Контрольная Работа По Произведениям Пушкина 6 Класс
Сочинение по теме Манилов и Собакевич в поэме Н.В. Гоголя «Мертвые души»
Тема Бег На Короткие Дистанции Реферат
Курсовая Современные Стандарты Обслуживания Населения
Реферат по теме Феноменологическая социология
Русский Язык Контрольная Работа Романова
Реферат: Про регіональні характеристики преси в умовах унітарної України
Дипломная работа по теме Держава і ринок: філософія взаємодії
Курсовая работа по теме Управление персоналом в системе негосударственной сферы
Курсовая работа по теме Расчет водогрейного котла
Туристский продукт
Spotlight 5 Контрольная Работа Модуль 3
Курсовая работа: Система государственного управления в сфере труда и занятости
Как Правильно Писать Сочинение Рассуждение 9.2
Курсовая работа: Организация учета налогоплательщиков как один из путей привлечения к уплате налогов. Скачать бесплатно и без регистрации
Реферат по теме Модуль "rg.exe" /Укр./
Контрольная работа: Банковский менеджмент: содержание и принципы на примере Сберегательного Банка Российской Федерации
Курсовая Работа На Тему Ипотечно-Инвестиционный Анализ И Виды Кредитов
Дипломная Работа На Тему Использование Занимательных Игр В Развитии Познавательного Интереса Младших Школьников На Уроках Математики
Реферат: Басшылы стилі. Басшылы беделі
Реферат: Вильгельм фон Гумбольдт 2
Похожие работы на - Планирование на предприятии