Расчёт генератора. Курсовая работа (т). Технология машиностроения.
💣 👉🏻👉🏻👉🏻 ВСЯ ИНФОРМАЦИЯ ДОСТУПНА ЗДЕСЬ ЖМИТЕ 👈🏻👈🏻👈🏻
Вы можете узнать стоимость помощи в написании студенческой работы.
Помощь в написании работы, которую точно примут!
Похожие работы на - Расчёт генератора
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!
Синхронной машиной (СМ) называется двухобмоточная
электрическая машина переменного тока, одна из обмоток которой присоединена к
электрической сети с постоянной частотой, а вторая – возбуждается постоянным
током.
Конструктивное исполнение статора синхронной
машины может быть различным в зависимости от назначения и габаритов машины.
Так, в многополюсных машинах большой мощности при наружном диаметре сердечника
статора более 900 мм пластины сердечника делают из отдельных сегментов,
которые при сборке образуют цилиндр сердечника статора. Корпуса статоров
крупногабаритных машин делают разъемными, что необходимо для удобства
транспортировки и монтажа этих машин.
Роторы синхронных машин могут иметь две
принципиально различающиеся конструкции: явнополюсную и неявнополюсную.
Номинальная отдаваемая мощность Р 2 ,
кВт
Номинальное линейное напряжение U л , В
Степень защиты от внешних воздействий
Климатические условия и категория
размещения
Принимаем
изоляцию класса нагревостойкости F
Индуктивное
сопротивление рассеяния обмотки статора (рисунок 11.1)
Коэффициент
мощности нагрузки (11.1)
Предварительное
значение КПД (рисунок 11.2)
Р'=к н Р 2 /cosφ=1,076∙200/0,8=269
кВт.
Допустимое
расстояние от корпуса до опорной поверхности (таблица 9.2)
D корп =2 (h-h 1 )=2 (355–10)=690 мм.
Максимально допустимый
наружный диаметр сердечника статора (таблица 9.2)
Выбираемый
диаметр сердечника статора (§ 11.3)
Внутренний
диаметр сердечника статора (§ 11.3)
D 1 =43+0,72 D н1 =43+0,72∙660=518,2 мм.
Предварительное
значение линейной нагрузки статора (рис. 11.3)
Предварительное
значение магнитной индукции в воздушном зазоре и номинальном режиме (рисунок
11.4)
Индуктивное
сопротивление машины по продольной оси (рис. 11.5)
Индуктивное
сопротивление реакции якоря по продольной оси (11.4)
х ad * =х d * - х σ* =2,5–0,12=2,38
о.е.
Коэффициент,
учитывающий наличие зазоров в стыке полюса и сердечника ротора или полюсного
наконечника и полюса (§ 11.3)
Расчетная величина
воздушного зазора между полюсным наконечником и сердечником статора (11.2)
Уточненная
величина воздушного зазора (§ 11.3)
Отношение
максимальной величины зазора к минимальной (§ 11.3)
Воздушный зазор
под краем полюсного наконечника (11.14)
Коэффициент
полюсной дуги действительный (§ 11.3)
α=0,73–3,33∙10
-5 ∙D н1 =0,73–3,33∙10 -5 ∙660=0,7.
Коэффициент
полюсной дуги расчетный (рисунок 11.9)
Марка стали
2312, изолировка листов лакировка, толщина стали 0,5 мм.
Коэффициент
заполнения сердечника статора сталью (§ 9.3)
Коэффициент формы
поля возбуждения (рисунок 11.9)
Расчетная длина
сердечника статора (1.31)
2.3.5 Конструктивная
длина сердечника статора (§ 11.3)
Отношение
конструктивной длины к внутреннему диаметру сердечника статора (9.2)
Количество пазов
на полюс и фазу (§ 11.3)
Количество пазов
сердечника статора (9.3)
Проверка
правильности выбора значения z 1 (11.15)
z 1 /gm 1 =72/(3∙3)=8 – целое
число.
Марка стали
Ст3, толщина листов 1,5 мм, листы без изоляции, коэффициент заполнения
стали к с =0,98.
Марка стали
Ст3, толщина листов 1,5 мм, листы без изоляции, коэффициент заполнения к с =0,98.
Длина
шихтованного сердечника полюса (11.19)
Магнитная индукция
в основании сердечника полюса (§ 11.3)
Предварительное
значение магнитного потока (9.14)
Ф'=В' б D 1 ∙ℓ' 1 10 -6 /р=0,79∙518,2∙300∙10 -6 /3=40,9∙10 -3
Вб.
Ширина дуги
полюсного наконечника (11.25)
Радиус очертания
полюсного наконечника при эксцентричном воздушном зазоре (11.26)
Ширина
полюсного наконечника (11.28)
b' н.п =2R н.п sin (0.5b н.п /R н.п )= 2∙246∙sin (0,5∙190/246)=185 мм.
Высота полюсного
наконечника (§ 11.3)
Высота полюсного
наконечника по оси полюса для машин с эксцентричным зазором (11.29)
Предварительное
значение коэффициента магнитного рассеяния полюсов (11.22)
σ'=1+к σ 35б/τ 2 =1+66∙35∙2/271,2 2 =1,06.
b п =σ'Ф'∙10 6 /(к с ℓ п В' п )=1,06∙40,9∙10 -3 ∙10
6 /(0,98∙310∙1,45)=98,4 мм.
Высота выступа у
основания сердечника (11.32)
h' п =10,5б'+0,18D 1 =10,5∙1,8+0,18∙518,2=112 мм.
Предварительный
внутренний диаметр сердечника ротора (11.33)
h с2 =0,5D 1 -б-h' п -0,5D' 2 =0,5∙518,2–2–112–33–0,5∙140=42 мм.
Расчетная высота
спинки ротора с учетом прохождения части магнитного потока по валу (11.35)
h' с2 =h с2 +0,5D' 2 =42+0,5∙140=112 мм.
Магнитная индукция
в спинке ротора (11.36)
3.1 Принимаем
двухслойную петлевую обмотку с жесткими секциями из провода марки ПЭТВП,
укладываемую в прямоугольные полуоткрытые пазы
у п1 =β 1 z 1 /(2p)=0,8∙72/(2∙3)=9,6;
3.5 Укорочение
шага обмотки статора по пазам (11.37)
к у1 =sin(β 1 ∙90˚)=sin (0,833∙90)=0,966.
к об1 =к р1 ∙к у1 =0,96∙0,966=0,93.
3.8 Предварительное
количество витков в обмотке фазы (9.15)
3.9 Количество
параллельных ветвей обмотки статора (§ 9.3)
3.10 Предварительное
количество эффективных проводников в пазу (9.16)
3.11 Уточненное
количество витков (9.17)
3.12 Количество
эффективных проводников в пазу (§ 11.4)
3.13 Количество
параллельных ветвей фазы дополнительной обмотк и
3.14 Количество
витков дополнительной обмотки статора (11.38)
3.15 Уточненное
значение магнитного потока (9.18)
Ф=Ф'(w' 1 /w 1 )= 40,9∙10 -3
(29,4/32)= 38,3∙10 -3 Вб.
3.16 Уточненное
значение индукции в воздушном зазоре (9.19)
В б =В' б (w' 1 /w 1 )=0,83∙(29,4/32)=0,74
Тл.
3.17 Предварительное
значение номинального фазного тока (9.20)
3.18 Уточненная
линейная нагрузка статора (9.21)
Полученное
значение А1 не отличается от предварительно принятого А' 1 =425 А/см более
чем на 10%.
3.19 Среднее
значение магнитной индукции в спинке статора (т. 9.13)
3.23 Предварительная
ширина полуокрытого паза в штампе (9.48)
b' п1 =t 1 min -b' з1 min =22,99–9,95=13,04 мм.
h n 1 =(D н1 -D 1 )/2-h c 1 =(660–518,2)/2–40,7=30,2 мм.
3.26 Изоляция
обмотки статора (приложение 28)
3.27 Двусторонняя
толщина корпусной изоляции (§ 9.4)
3.30 Припуск на
сборку сердечника по ширине (§ 9.4)
3.31 Припуск на сборку
сердечника по высоте (§ 9.4)
3.32 Количество
эффективных проводников по ширине паза (§ 9.4)
3.33 Допустимая
ширина эффективного проводника с витковой изоляцией (9.50)
b' эф =(b' n 1 -2b и1 -b c )/N ш =(13,01–2,2–0,3)/2=5,27 мм.
3.34 Количество
эффективных проводников по высоте паза (9.52)
3.35 Допустимая
высота эффективного проводника (11.49)
а' эф =(с 0 h n 1 -h и -h k -h ш -h с )/N в =(0,85∙30,2–4,5–3,5–1–0,3)/4=4,09 мм.
3.36 Площадь
эффективного проводника (9.53)
S' эф =а' эф ∙b' эф =4,09∙5,27=21,55 мм 2 .
3.37 Количество
элементарных проводов в эффективном (§ 9.4)
3.38 Меньший
размер неизолированного элементарного провода (9. 54)
а'=(а' эф /с а )-Δ и =4,09/2–0,15=1,9 мм,
где Δ и =0,15 мм
– двухсторонняя толщина изоляции провода (приложение 3).
3.39 Больший
размер неизолированного элементарного провода (9.55)
b'=(b' эф /с b )-Δ и =5,27/2–0,15=2,49 мм.
3.41 Размер по
ширине паза в штампе (9.57)
b n 1 =N ш с b (b+Δ и )+2b и +b с =2∙2 (2,8+0,15)+2,2+0,3=14,3 мм.
3.42 Уточненная
ширина зубца в наиболее узкой части (9.85)
b з1 min =t 1 min – b n 1 =22,99–14,3=8,69 мм.
3.43 Уточненная
магнитная индукция в узкой части зубца статора (9.59)
В з1 max =t 1 B б /(b з1 min k c )=22,6∙0,839/(8,69∙0,95)=2,3
Тл.
3.44 Размер
основной обмотки статора (11.50)
h п.о =N в.о с о.в (а+Δ и.а )+h и.о =4∙2 (1,8+0,15)+4,5=20,1 мм,
где с о.в =2
– количество элементарных проводников основной обмотки в одном эффективном по высоте
пазе.
3.45 Изоляция
обмотки статора (приложение 30)
3.46 Размер
дополнительной обмотки статора (11.51)
h п.д =N в.д с д.в (а+Δ и.а )+h и.д =1∙1 (1,8+0,15)+2,7=4,65 мм,
где с д.в =2
– количество элементарных проводников дополнительной обмотки в одном
эффективном по высоте пазе.
3.47 Уточненная
высота паза статора в штампе (11.52)
h п1 =h п.о +h п.д +h к +h ш +h с =20,1+4,65+3,5+1+0,3=29,55 мм.
3.48 Среднее
зубцовое деление статора (9.40)
t ср1 =π(D 1 +h п1 )/z 1 =3,14 (518,2+30,2)/72=23,92.
3.49 Средняя ширина
катушки обмотки статора (9.41)
3.50 Средняя
длина одной лобовой части обмотки (9.60)
ℓ л1 =1,3b ср1 +h п1 +50=1,3∙239,2+30,2+50=391,2 мм.
3.51 Средняя
длина витка обмотки (9.43)
ℓ ср1 =2
(ℓ 1 +ℓ л1 )=2 (300+391,2)=1382,4 мм.
3.52 Длина
вылета лобовой части обмотки (9.63)
ℓ в1 =0,4b ср1 +h п1 /2+25=0,4∙239,2+30,2/2+25=135,8 мм.
3.53 Плотность
тока в обмотке статора (9.39)
J 1 =I 1 /(S∙c∙a 1 )=360,8/(4,677∙4∙3)=6,44
А/мм 2 .
3.54 Определяем
значение А 1 J 1 (§ 11.4)
А 1 J 1 =425,7∙6,44=2742 А 2 /см∙мм 2 .
3.55 Допустимое
значение А 1 J 1 (рисунок 11.12)
(А 1 J 1 ) доп=2750 > 2742 А 2 /см∙мм 2 .
Суммарная
площадь поперечного сечения меди обмотки статора, приходящейся на одно полюсное
деление (11.53)
S 2Σ =0,015τА 1 /J 1 =0,015∙271,2∙425,7/6,44=269 мм 2 .
Зубцовое деление
полюсного наконечника ротора (§ 11.5)
Предварительное
количество стержней демпферной обмотки на один полюс (11.54)
N' 2 =1+(b н.п -20)/t' 2 =1+(190–20)/20=10
шт.
Предварительный
диаметр стержня демпферной обмотки (11.55)
Минимальная ширина
крайнего зубца полюсного наконечника
Уточненное
значение зубцового деления полюсного наконечника (11.56)
t 2 =(b н . п – d c –
2b з 2min )/(N 2 -1)=(190–6–2∙5)/(10–1)=19,3 мм.
Диаметр круглой
части паза полюсного наконечника (11.57)
d п2 =d с +(0,1–0,15)=6+0,1=6,1 мм.
Размеры шлица паза
демпферной обмотки (§ 11.5)
Предварительная
длина стержня демпферной обмотки (11.58)
ℓ' ст =ℓ 1 +0,2∙τ=300+0,2∙271,2=355 мм.
Высота
короткозамыкающих сегментов (§ 11.5)
Ширина
короткозамыкающих сегментов (§ 11.5)
Определяем
размеры и сечение короткозамыкающих сегментов.
Расчетная
площадь поперечного сечения воздушного зазора (11.60)
S б =α'τ(ℓ' 1 +2б)=0,66∙271,2
(300+2∙2)=54414 мм 2 .
Уточненное
значение магнитной индукции в воздушном зазоре (11.61)
В б =Ф∙10 6 /S б =38,3∙10 3 /54414=0,7
Тл.
Коэффициент,
учитывающий увеличение магнитного зазора, вследствие зубчатого строения статора
(9.116)
Коэффициент,
учитывающий увеличение магнитного зазора, вследствие зубчатого строения ротора
(9.117)
Общий коэффициент
воздушного зазора (9.120)
к б =к б1 ∙к б2 =1,187∙1,027=1,219.
F б =0,8бк б В б ∙10 3 =0,8∙2∙1,219∙0,7∙10 3 =1365
А.
Зубцовое деление
на 1/3 высоты зубца (9.122)
t 1(1/3) =π(D 1 +(2/3) h п1 )/z 1 =3,14 (518,2+(2/3)∙30,2)/72=21,7 мм.
b з1(1/3) =t 1(1/3) -b п1 =21,7–14,3=7,4 мм.
Расчетная площадь
поперечного сечения зубцов статора (11.64)
Магнитная индукция
в зубце статора (11.65)
В з1(1/3) =Ф∙10 6 /S з1(1/3) =38,3∙10 3 /(30,89∙10 3 )=1,24
Тл.
Напряженность
магнитного поля (приложение 9)
Средняя длина пути
магнитного потока (9.124)
F з1 =0,1Н з1 L з1 =0,1∙14,01∙30,2=42 А.
Расчетная площадь
поперечного сечения спинки статора (11.66)
S c 1 =h c 1 ℓ c 1 k c =40,7∙300∙0,9=11600 мм 2 .
Расчетная
магнитная индукция (11.67)
В с1 =Ф∙10 6 /(2S c 1 )= 38,3∙10 3 /(2∙11600)=1,65 Тл.
Напряженность
магнитного поля (приложение (12)
Средняя длина пути
магнитного потока (9.166)
L с1 =π(D н1 -h с1 )/4 р=3,14 (660–40,7)/(4∙3)=162 мм.
F с1 =0,1∙Н с1 L с1 =0,1∙17,2∙162=279
А.
Магнитная индукция
в зубцах полюсного наконечника (11.69)
Напряженность
магнитного поля в зубцах полюсного наконечника.
Средняя длина пути
магнитного потока в зубцах полюсного наконечника (11.70)
МДС для зубцов
полюсного наконечника (11.71)
F з2 =0,1H з2 L з2 =0,1∙9,53∙9,1=9 А.
Величина выступа
полюсного наконечника (11.72)
b'' п =0,5 (b' н.п – b п )=0,5 (185–98,4)=43,3 мм.
Высота широких
полюсных наконечников (11.83)
h н =(2h н.п +h' н.п )/3=(2∙33+15)/3=27 мм.
Расстояние между
боковыми поверхностями смежных полюсных наконечников (11.84)
а н.п =[π(D 1 -2б''-h' н.п )/2 р] –
b' н.п =[3,14 (518,2–2∙2,7–15)/(2∙3)]
– 185=75,5 мм.
Коэффициент
магнитной проводимости потока рассеяния (11.85)
Длина пути
магнитного потока (11.87)
L п =h' п +0,5h н.п –
L з2 =112+0,5∙33 – 9,1=119,4 мм.
Коэффициент
магнитной проводимости потока рассеяния по сердечникам полюсов (11.88)
Коэффициент
магнитной проводимости потока рассеяния по торцам полюсов (11.89)
λ п.в =37b п /ℓ п =37∙98,4/310=11,74.
Коэффициент
магнитной проводимости потока рассеяния полюсов (11.90)
λ п =λ н.п +λ п.с +λ п.в =57,39+79,4+11,74=148,53.
МДС для статора и
воздушного зазора (11.91)
F бзс =F б +F з1 +F с1 =1365+42+279=1686 А.
Магнитный поток рассеяния
полюсов (11.92)
Ф σ =4λ п ℓ н.п F бзс ∙10 -11 =4∙148,53∙1686∙310∙10 -11 =3,1∙10 -3
Вб.
Коэффициент
рассеяния магнитного потока (11.93)
Расчетная площадь
поперечного сечения сердечника полюса (11.94)
S п =к с ℓ п b п =0,98∙310∙98,4=29,89∙10 3 мм 2 .
Магнитный поток в
сердечнике полюса (11.95)
Ф п =Ф+Ф σ =(38,3+3,1)
10 -3 =41,4∙10 -3 Вб.
Магнитная индукция
в сердечнике полюса (11.96)
В п =Ф п /(S п ∙10 -6 )= 41,4∙10 -3 /(29,89∙10 3 ∙10 -6 )=1,39
Вб.
Напряженность магнитного
поля в сердечнике полюса.
Длина пути
магнитного потока в полюсе (11.87)
L п =h' п +0,5h н.п –
L з2 =112+0,5∙33 – 9,1=119,4 мм.
F п =0,1∙L п ∙Н п =0,1∙119,4∙20,3=242
А.
Расчетная площадь
поперечного сечения спинки ротора (11.105)
S с2 =ℓ 2 h' с2 к с =310∙112∙0,98=34025,6 мм 2 .
Среднее значение
индукции в спинке ротора (11.106)
В c 2 =σФ∙10 6 /(2S с2 )=1,08∙38,3∙10 -3 ∙10 6 /(2∙34025,6)=0,61
Тл.
Напряженность
магнитного поля в спинке ротора (приложение 21)
Средняя длина пути
магнитного потока в спинке ротора (11.107)
L с2 =[π(D 2 +2h c 2 )/(4p)]+0,5h' с2 =[3,14 (140+2∙42)/(4∙3)+0,5∙112=115 мм.
F c 2 =0.1∙L c 2 ∙H c 2 =0,1∙115∙4,97=57 А.
б п2 =2ℓ п ∙10 -4 +0,1=2∙310∙10 -4 +0,1=0,162 мм.
МДС для зазора в
стыке между сердечником полюса и полюсным наконечником (11.109)
F п2 =0,8б п2 В п ∙10 3 =0,8∙0,162∙1,39∙10 3 =180
А.
Суммарная МДС для
полюса и спинки ротора (11.170)
F пс =F п +F с2 +F п2 +F з2 =242+57+180+9=488 А.
Суммарная МДС
магнитной цепи (11.111)
F Σ(1) = F бзс +F пс =1686+488=2174 А.
к нас =F Σ /(F б +F п2 )=2174/(1365+180)=1,4.
6. Активное и
индуктивное сопротивление обмотки статора для установившегося режима
Активное
сопротивление обмотки фазы (9.178)
Активное
сопротивление в относительных единицах (9.179)
r 1* =r 1 I 1 /U 1 =0,01∙360,8∙ /400=0,0216 о.е.
Проверка
правильности определения r 1* (9.180)
Активное
сопротивление демпферной обмотки (9.178)
b п1 =14,3 мм; h ш1 =1 мм; h к1 =3 мм;
h 2 =1,9 мм; h п1 =30,2 мм; h 3 =h 4 =1 мм;
h 1 = h п1 – h 4 – h 2 – h к1 – h ш1 =30,2–1–1,9–3–1=23,3 мм.
Коэффициенты,
учитывающие укорочение шага (9.181, 9.182)
к β 1 =0,4+0,6β 1 =0,4+0,6∙0,833=0,9;
к' β 1 =0,2+0,8β 1 =0,2+0,8∙0,833=0,87.
Коэффициент
проводимости рассеяния (9.187)
Коэффициент
проводимости дифференциального рассеяния (11.118)
Коэффициент
проводимости рассеяния лобовых частей обмотки (9.191)
Коэффициент
зубцовой зоны статора (11.120)
Коэффициент,
учитывающий влияние открытия пазов статора на магнитную проницаемость рассеяния
между коронками зубцов (§ 11.7)
Коэффициент
проводимости рассеяния между коронками зубцов (11.119)
Суммарный коэффициент
магнитной проводимости потока рассеяния обмотки статора (11.121)
λ 1 =λ п1 +λ л1 +λ д1 +λ к =0,9681+0,4956+1,12+0,175=2,7587.
Индуктивное
сопротивление обмотки статора (9.193)
х σ =1,58f 1 ∙ℓ 1 w 2 1 ∙λ 1 /(pq 1 ∙10 8 )=1,58∙50∙300∙32 2 ∙2,7578/(3∙4∙10 8 )=0,0558
Ом.
Индуктивное
сопротивление обмотки фазы статора (9.194)
х σ* =х 1 ∙I 1 /U 1 =0,0558∙360,8∙ /400=0,09 о.е.
Проверка
правильности определения х 1* (9.195)
7. Расчет
магнитной цепи при нагрузке
Строим частичные
характеристики намагничивания Ф=f(F бзс ), Ф σ =f(F бзс ), Ф п =f(F п2 ) (о.е.).
Строим векторные
диаграммы Блонделя по следующим исходным данным: U1=1; I1=1; cos φ=0,8;
φ=36,87 (отстающий);
x =0,069
ЭДС,
индуктированная магнитным потоком воздушного зазора
МДС для магнитной
цепи воздушного зазора и статора
Предварительный
коэффициент насыщения магнитной цепи статора
к' нас =F бзс /F б =1,043/0,91=1,15.
Поправочные
коэффициенты, учитывающие насыщение магнитной цепи
Коэффициент формы поля
реакции якоря
Амплитуда МДС
обмотки статора (11.125)
F a =0,45m 1 w 1 ∙к об1 ∙I 1 к фа /р=0,45∙3∙32∙0,93∙360,8∙1/3=4832
А.
Амплитуда МДС
обмотки статора в относительных единицах (11.127)
Поперечная
составляющая МДС реакции якоря, с учетом насыщения, отнесенная к обмотке
возбуждения (11.128)
F aq /cosψ=х q k aq F a * =0,75∙0,4∙2,22=0,67 о.е.
ЭДС обмотки статора,
обусловленная действием МДС
Направление
вектора ЭДС Е б d ,
определяемое построением вектора Е aq /cosψ
Продольная МДС
реакции якоря с учетом влияния поперечного поля (11.130)
F' ad =x d k ad F a * sinψ+k qd F a * cosψτ/δ=
=0,95∙0,86∙2,22∙0,869+0,0029∙2,22∙0,495∙271,2/2=2
о.е.
Результирующая МДС
по продольной оси (11.131)
F ба* =F б d * +F' ad * =0,95+2=2,93 о.е.
Результирующий
магнитный поток (11.132)
Ф п* =Ф б d * +Ф σ* =0,95+0,24=1,19 о.е.
МДС, необходимая
для создания магнитного потока
МДС обмотки
возбуждения при нагрузке (11.133)
F п.н* =F бф* +F пс* =2,93+0,29=3,22 о.е.
МДС обмотки возбуждения
при нагрузке (11.134)
F п.н =F п.н* F Σ(1) =3,22∙2174=7000 А.
Напряжение
дополнительной обмотки (1.135)
Предварительная
средняя длина витка обмотки возбуждения (11.136)
ℓ' ср.п =2,5
(ℓ п +b п )=2,5 (310+98,4)=1021 мм.
Предварительная
площадь поперечного сечения проводника обмотки возбуждения (11.173)
Предварительное
количество витков одной полюсной катушки (11.138)
Расстояние между
катушками смежных полюсов (11.139)
По таблице 10–14 принимаем
изолированный медный провод марки ПСД (класс нагревостойкости изоляции F) прямоугольного сечения с двусторонней толщиной изоляции 0,27х0,48 мм,
катушка многослойная.
Площадь
поперечного сечения проводника (приложение 2)
Предварительное
наибольшее количество витков в одном слое
N в '=(hп-hпр)/(1,05b')= (112–2∙5)/(1,05∙12,98)=7,5.
Предварительное
количество слоев обмотки по ширине полюсной катушки
Выбираем N ш =16 слоев обмотки по ширине полюсной катушки
Уточненное
наибольшее количество витков в одном слое (рис 11.22)
Уточненное
количество витков одной полюсной катушки (рис. 11.22)
b к.п =1,05N ш а’=1,05∙16∙1,62=27,2 мм
Размер полюсной
катушки по высоте (11.150)
h к.п =1,05N в b'=1,05∙8∙12,98=109 мм
Средняя длина
витка катушки (11.144)
ℓ ср.п =2
(ℓ п + b п )+ π(b к +2 (b з +b и ) . )=2 (310+98,4)+ 3,14 (27,2+7)=924 мм
Ток возбуждения
при номинальной нагрузке (11.153)
I п.н =F п.н /w п =7000/113=61,4 А.
Количество
параллельных ветвей в цепи обмотки возбуждения (§ 11.9)
Уточненная
плотность тока в обмотке возбуждения (11.154)
J п =I п.н /(а п S)=61,4/(1∙16,5)=3,72
А/мм 2 .
Общая длина всех
витков обмотки возбуждения (11.155)
L п =2рw п ℓ ср.п ∙10 -3 =2∙3∙113∙924∙10 -3 =632 м.
Массам меди
обмотки возбуждения (11.156)
m м.п =γ м ∙8,9L п S∙10 -3 =8,9∙632∙16,5∙10 -3 =92,8
кг.
Сопротивление
обмотки возбуждения при температуре 20˚ С (11.157)
r п =L п /ρ м20 а п S=632/(57∙1∙16,5)=0,672
Ом.
Максимальный ток
возбуждения (11.158)
I п max =U п /r п m т =(75–2)/(0,672∙1,38)=78,72
А.
Коэффициент запаса
возбуждения (11.159)
Номинальная
мощность возбуждения (11.160)
9. Параметры
обмоток и постоянные времени. Сопротивления обмоток статора при установившемся
режиме
9.1 Сопротивления
обмоток статора при установившемся режиме
Коэффициент
продольной реакции якоря (таблица 11.4)
Индуктивное
сопротивление продольной реакции якоря (11.162)
Коэффициент
поперечного реакции якоря (таблица 11.4)
Индуктивное
сопротивление поперечной реакции якоря (11.163)
Синхронное
индуктивное сопротивление по продольной оси (11.164)
х d * =х ad * +х σ * =2,46+0,0558=2,516 о.е.
Синхронное
индуктивное сопротивление по поперечной оси (11.165)
х q * =х aq * +х σ* =1,27+0,0558=1,326
о.е.
9.2 Сопротивление
обмотки возбуждения
Активное
сопротивление обмотки возбуждения, приведенное к обмотке статора (11.166)
Коэффициент
магнитной проводимости потоков рассеяния обмотки возбуждения (11.167)
λ пΣ =λ н.п +0,65λ пс +0,38λ п.в =57,39+0,65∙79,4+0,38∙11,74=113,5.
Индуктивное
сопротивление обмотки возбуждения (11.168)
Индуктивное
сопротивление рассеяния обмотки возбуждения (11.169)
х пσ* =х п*
– х ad * =2,85–2,46=0,39 о.е.
Относительное
зубцовое деление демпферной обмотки (11.170)
t 2* =πt 2 /τ=3,14∙19,3/271,2=0,223
о.е.
Коэффициент
распределения демпферной обмотки (11.171)
Коэффициент
магнитной проводимости потока рассеяния по зубцам полюсного наконечника
(11.172)
λ дз =t 2 /(g d б)=22,6/(16,5∙2)=0,585.
Коэффициент
магнитной проводимости пазового рассеяния полюсов (11.173)
Коэффициент
магнитной проводимости рассеяния лобовых частей демпферной обмотки по
продольной оси (11.174)
λ дл d =0.019τC d /N 2 =0,019∙271,2∙1/10=0,515.
Коэффициент
магнитной проводимости рассеяния лобовых частей демпферной обмотки по
поперечной оси (11.175)
λ дл q =0., 019τC q /N 2 =0,019∙271,2∙3,25/10=1,675.
Коэффициент
магнитной проводимости рассеяния демпферной обмотки по продольной оси (11.176)
Коэффициент
магнитной проводимости рассеяния демпферной обмотки по поперечной оси (11.177)
Индуктивной
сопротивление полной демпферной обмотки по продольной оси (11.178)
Индуктивной
сопротивление полной демпферной обмотки по поперечной оси (11.179)
Активное
сопротивление стержней демпферной обмотки по продольной оси (11.181)
где μ 0 =4π∙10 -7
Гн/м – магнитная проницаемость воздуха.
Активное
сопротивление стержней демпферной обмотки по поперечной оси (11.182)
Активное
сопротивление короткозамыкающих колец демпферной обмотки по продольной оси
(11.183)
Активное
сопротивление короткозамыкающих колец демпферной обмотки по поперечной оси
(11.184)
Активное
сопротивление полной демпферной обмотки по продольной оси (11.185)
r д d * =r cd * +r kd * =0,133+0,068=0,178 о.е.
Активное
сопротивление полной демпферной обмотки по поперечной оси (11.186)
r д q * =r cq * +r kq * =0,1+0,068=0,168 о.е.
9.4 Переходные
и сверхпереходные сопротивления обмотки статора
Переходное
индуктивное сопротивление обмотки статора по продольной оси (11.188)
Переходное
индуктивное сопротивление обмотки статора по поперечной оси (11.189)
Сверхпереходное
индуктивное сопротивление обмотки статора по продольной оси (11.190)
Сверхпереходное
индуктивное сопротивление обмотки статора по поперечной оси (11.191)
9.5 Сопротивления
для токов обратной и нулевой последовательности
Индуктивное
сопротивление обмотки статора для токов обратной последовательности при работе
машины на малое внешнее сопротивление (11.194)
Индуктивное
сопротивление обмотки статора для токов обратной последовательности при большом
внешнем индуктивном сопротивлении (11.195)
х 2* =0,5
(х" d * +х" q * )=0,5 (0,141+0,122)=0,132 о.е.
Индуктивное сопротивление
двухслойной обмотки статора для токов нулевой последовательности (11.196)
Активное
сопротивление обмотки фазы статора для тока нулевой последовательности при
рабочей температуре (11.197)
r 0* =r 1*(20) ∙m т =0,0216∙1,38=0,03 о.е.
Обмотка
возбуждения при разомкнутых обмотках статора и демпферной (11.198)
Т d 0 =x a * /w 1 r п* =2,85/(2∙π∙50∙0,005)=1,82 с.
Обмотка
возбуждения при замкнутых обмотках статора и демпферной (11.199)
Т' d =T d 0 x’ d * /x d * =1,82∙0,427/2,516=0,31 с.
Демпферная обмотка
при разомкнутых обмотках статора и возбуждения по продольной оси (11.200)
Демпферная обмотка
при разомкнутых обмотках статора и возбуждения по поперечной оси (11.201)
Демпферная обмотка
по продольной оси при разомкнутой обмотке возбуждения (11.202)
Демпферная обмотка
по продольной оси при короткозамкнутых обмотке возбуждения и статора (11.203)
T" d =T" d0 x'' d* /x' d* =0.007∙0.141/0.427=0.002 с.
Демпферная обмотка
по поперечной оси при короткозамкнутой обмотке статора (11.204)
T" q =T д q 0 x" q * /x q * =0.025∙0.122/1.326=0.0023 с.
Обмотка статора
при короткозамкнутых обмотках ротора (11.205)
T a =x 2* /w 1 r 1* =0.131/(2∙3.14∙50∙0.0138)=0.03 с.
Зубцовое деление
статора в максимальном сечении зубца (9.128)
t 1max =π(D 1 +2h п )/z 1 =π (518.2+2∙30.2)/72=25.2 мм.
Расчетная масса
стали зубцов статора (9.260)
m з1 =7,8z 1 b з1ср h n 1 ℓ 1 k c ∙10 -6 =7.8∙72∙13,4∙30,2∙330∙0.95∙10 -6 =64,8
кг.
Магнитные потери в
зубцах статора (9.251)
P з1 =3В 2 з1ср m з1 =3∙1,24 2 ∙64,8=299
Вт.
m c 1 =7.8π(D н1 -h c 1 ) h c 1 ℓ 1 k c ∙10 -6 =7.8∙3.14
(660–40,7) 40,7∙300∙0.95∙10 -6 =176 кг.
Магнитные потери в
спинке статора (9.254)
Р с1 =3В 2 с1 m c 1 =3∙1.65 2 ∙176=1552 Вт.
Амплитуда
колебаний индукции (11.206)
В 0 =β 0 к б В б =0,33∙1,219∙0,7=0,28
Тл.
Среднее значение
удельных поверхностных потерь (11.207)
р пов =к 0 (z 1 n 1 ∙10 -4 ) 1.5 (0.1В 0 t 1 ) 2 =6 (72∙1000∙10 -4 )
1.5 (0.1∙0.28∙22,6) 2 =46,4 Вт/м 2 .
Поверхностные
потери машины (11.208)
Р пов =2рταℓ п р пов к п ∙10 -6 =2∙3∙271,2∙0,7∙310∙46,4∙0,6∙10 -6 =9,83
Вт.
Р сΣ =Р с1 +Р з1 +Р пов =1437+299+9,83=1746
Вт.
Р м1 =m 1 I 2 1 r 1 m т +m 1 (I' пн / ) 2 r d m т =
=3∙360,8 2 ∙0,0138∙1,38+3
(61,4/ ) 2 0,0039∙1,38=7458 Вт.
Потери на
возбуждение синхронной машины при питании от дополнительной обмотки статора
(11.214)
Р п =I 2 пн r п +2I пн =61,4 2 ∙0,733+2∙61,4=3936
Вт.
Добавочные потери
в обмотке статора и стали магнитопровода при нагрузке (11.216)
Р доб =0,005Р н
=0,005∙200000=1000 Вт.
Потери на трение в
подшипниках и на вентиляцию (11.210)
Р' мх =Р т.п +Р вен =8
( ) 2 ( ) 3 =8
( ) 2 ( ) 3 =1113 Вт.
Потери на трение
щеток о контактные кольца (11.212)
Р т.щ =2,6I пн D 1 n 1 ∙10 -6 =2.6∙61,4∙518,2∙1000∙10 -6 =83
Вт.
Р Σ =Р сΣ +Р м1 +Р доб +Р п +Р мх =
КПД при
номинальной нагрузке (11.219)
η=1-Р Σ /(Р 2н +Р Σ )=[1–15336/(200000+15336)]
∙100=92,9%.
11.1 Изменение
напряжения генератора
ОКЗ=Е' 0* /х d * =1.18/2.516=0.47 о.е.
Кратность
установившегося тока к.з. (11.228)
I k /I 1н =ОКЗ∙I пн* =0,47∙3,22=1,51
о.е.
Наибольшее
мгновенное значение тока (11.229)
i уд =1,89/х'' d * =1.89/0.141=13,4 о.е.
Статическая
перегружаемость (11.223)
S=E' 00* k p /x d cosφ н =3,8∙1,02/2,516∙0,8=1,93
о.е., где
E' 00* = E' 0* I пн* =1,18∙3,22=3,8 о.е.,
Р * =(Е' 0* /х d * ) sinθ+0.5 (1/х q * -1/x d * ) sin2θ=
=3.8/2.516∙sinθ+0.5 (1/1.326–1/2.516) sin2θ=1.51sinθ+0.18sin2θ.
12. Тепловой и
вентиляционный расчеты
Потери в основной
и дополнительной обмотках статора (11.247)
Р' м1 =m 1 m'[I' 2 r 1 +(I пн / ) r d ]=
=3ּ1,48 [360,8 2 ∙0,0138+(61,4/ ) 2 ∙0,0039)=7998 Вт;
где m' т =1,48 – коэффициент для класса нагревостойкости
изоляции В (§ 5.1).
Потери на
возбуждение синхронной машины при питании от дополнительной обмотк
Похожие работы на - Расчёт генератора Курсовая работа (т). Технология машиностроения.
Реферат по теме Внешняя политика Джорджа Буша-младшего на Ближнем Востоке
Дипломная работа по теме Система автоматизації похилого дифузійного апарату
Реферат по теме Эксплуатация и защита автодорог
Доклад: Новый порядок налогообложения сельскохозяйственных производителей
Автореферат На Тему Медико-Соціальне Обґрунтування Системи Управління Здоров’Ям Жінок В Інволюційному Періоді
Реферат по теме Народная художественная культура Москвы XIV–XVI вв.
Культурогенез и культурные ценности
Курсовая работа по теме Разработка устройства контроля углового смещения вала электродвигателя
Реферат: Rebel Without A Cause Essay Research Paper
Характеристика Практики Студента Электрика
Сочинение: Природа и человек в романтической лирике В. А. Жуковского
Реферат: Джеймс Холлис "Под тенью Сатурна: мужские психические травмы и их исцеление"
Дипломная работа по теме Использование различных методов обучения с целью активизации познавательной деятельности на уроках т...
Пример Отзыв Оппонента Диссертации
Реферат: Бахрушины. Скачать бесплатно и без регистрации
Талызина Историческое Эссе Скачать
Реферат: Концептуальні основи соціально-економічного розвитку Західного регіону України
Реферат по теме Biopolitics in Russia: History and Prospects for the Future
Отчет по практике: Технология работ на железорудном месторождении Еристовского ГОКа
Курсовая работа по теме Инфраструктура рынка ценных бумаг в Российской Федерации и проблемы её формирования
Реферат: Економічні погляди К. Родбертуса. Концепція "державного соціалізму"
открытие нового направления в энергетике, получившего признание на 1-й
Реферат: Реклама и современный бизнес