Проектирование турбогенератора. Курсовая работа (т). Другое.

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

Report Page