Синхронные генераторы серии СГ2 - Производство и технологии дипломная работа

Главная

Производство и технологии
Синхронные генераторы серии СГ2

Разработка эскизного и технического проекта генератора. Активное и индуктивное сопротивления статора, размеры полюса, расчет магнитной цепи и проверка теплового режима. Экономическая целесообразность разработки и внедрения проектируемого генератора.


посмотреть текст работы


скачать работу можно здесь


полная информация о работе


весь список подобных работ


Нужна помощь с учёбой? Наши эксперты готовы помочь!
Нажимая на кнопку, вы соглашаетесь с
политикой обработки персональных данных

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

1. Разработка технического задания (ТЗ)
2. Разработка технического предложения на основ е анализа технического задания
4.1 Установление параметров проекта исходного для оптимизации
4.1.2 Зубцовая зона и обмотка статора
4.1.3 Зубцово-пазовая геометрия и укладка проводников в пазы статора
4.1.5 Обмотка полюсов. Рассеяние полюсов
4.1.6 Активное и индуктивное сопротивления статора
4.1.7 ЭДС обмотки статора в номинальном режиме
4.1.11 Проверка результатов «ручного» электромагнитного расчета на ЭВМ
4.1.12 Проверка механической прочности отдельных деталей и узлов
4.2.1 Постановка задачи оптимизации
4.2.3 Отличие рабочих свойств и параметров оптимального проекта
4.3. Оценка экономической эффективности
4.3.1 Экономическая целесообразность разработки и внедрения проектируемого генератора
4.3.4 График технического обслуживания и текущего ремонта
4.3.5 Расчет численности ремонтных рабочих
4.3.6 Экономическая целесообразность разработки и эксплуатации электродвигателя
4.3.7 Расчет себестоимости электрогенератора
4.3.8 Расчет годового экономического эффекта от изготовления генератора
4.4 Охрана труда и техника безопасности при изготовлении и эксплуатации объекта проектирования
4.4.1 Задачи охраны труда при производстве генераторов
4.4.3 Требование безопасности к подъемно-транспортным устройствам
4.4.4 Требование к электро- и пневмо инструменту
4.4.7 Требование ТБ к противопожарной безопасности
4.4.8 Расчет защитного заземления для механосборочного участка
- разработано техническое предложение на основе анализа технического задания;
- разработаны эскизный и технический проекты;
- рассчитаны основные параметры синхронного генератора;
- проведена оптимизация проекта на ЭВМ;
- дана оценка экономической эффективности проекта.
1. Разработка технического задания (ТЗ)
Техническое задание состоит в совершенствовании трехфазного синхронного генератора типа СТ2, явнополюсного, мощностью 250 кВт, по материалоемкости.
Для целей проектирования установлены следующие технические требования и исходные материалы: номинальный режим работы S1, нормальная отдаваемая мощность Р2 = 250 кВт; количество фаз статора m1=3; способ соединения фаз статора ?/Y; частота напряжения f=50 Гц; номинальное линейное напряжение U1=400В; синхронная частота вращения n1=750 об/мин; количество пар полюсов Р=4; КПД з=93,2 %; cos ц = 0,8.
2. Разработка технического предложения на основе анализа технич е ского задания
Основным направлением в создании нового поколения электрогенери-рующего оборудования малой и средней мощности является повышение рабочей частоты вращения первичного двигателя и генератора.
Это позволяет резко сократить материалоемкость оборудования, улучшить массогабаритные показатели, повысить КПД, а также позволяет реализовать безредукторную схему соединения первичного двигателя с генератором. При этом параметры генерируемой электроэнергии, как правило, будут отличаться от стандартных. Для преобразования параметров генерируемой электроэнергии в стандартные: по частоте и величине напряжения, необходимо в структуру автономной электростанции ввести преобразователь частоты, который будет отвечать за величину и стабильность частоты генерируемого напряжения. Наличие преобразователя частоты позволяет системе работать в режиме «переменная скорость вращения -- постоянная частота выходного напряжения, что очень важно для оптимизации работы первичного двигателя при переменном графике нагрузки потребления электроэнергии.
Проекции синхронного генератора приведены на рис. 1.
Рис. 1 - Проекции синхронного генератора.
Рис. 2 - Продольный разрез активной части синхронного генератора.
Рис. 3 - Поперечный разрез активной части синхронного генератора.
4 . Разработка технического проекта
4.1 Установление параметров проекта исходного для оптимизации
Проектирование синхронных машин начинают с определения главных размеров: внутреннего диаметра D1 и длины l1 сердечника статора.
где f - частота напряжения, n1 - .частота вращения
по рис. 11-1 определяем [гольд]: о.е.
Главные размеры. Расчетную мощность определяют по формуле (3) для этого определим значение коэффициента по формуле (2).
кВт (3)
Определим высоту оси вращения h по таблице 11-1. Для мощности Р2 = 400 кВт и частоте вращения п1 = 600 об/мин получаем высоту оси вращения h = 450 мм. По таблице 9-2 определим предельно допустимое значение наружного диаметра DH1max для известной высоты оси вращения h = 450 мм - DH1max = 850 мм. По той же таблице определяют припуски на штамповку , а так же ширина резаных лент h1 и стандартной рулонной стали h2, из которых штампуются листы сердечника. мм, h1 = 9 мм, h2 = 16 мм. [гольд ]
Исходя из условия DH1max DH1 , принимаем DH1 = 850 мм. Для количества полюсов 2р = 10, внутренний диаметр сердечника статора определяется по формуле (4):
Определим наружный диаметр корпуса по формуле (5):
По рис. 11-3 определим предварительное значение линейной нагрузки статора, для DH1 = 850 и 2р = 10 А/см
Так же по рис 11-4 и 11-5 определяем предварительное значение магнитной индукции в воздушном зазоре в номинальном режиме Тл индуктивное сопротивление машины по продольной оси о.е.
Определим индуктивное сопротивление реакции якоря по продольной оси по формуле (6):
Определим полюсное деление по формуле (7):
Коэффициент, учитывающий наличие зазора в стыке полюса и сердечника ротора или полюсного наконечника и полюса, . Обычно , меньшее значение относятся к машинам большей мощности. Примем =1,05. Определим предварительное значение максимальной индукции в воздушном зазоре машины при х.х. по формуле (8):
Определим величину воздушного зазора между полюсным наконечником и сердечником статора по формуле (9):
В машинах с h = 315-450 мм применяют эксцентричный воздушный зазор, при котором центры радиусов полюсной дуги и внутренней окружности сердечника статора не совпадают. В этом случае зазор имеет наименьшее значение под серединой полюса, постепенно увеличивающегося до к краям наконечника. Для рассматриваемых машин применяют
Определим значения и по формулам (10) и (111):
Определим коэффициент полюсной дуги для 2р=10 по формуле (12)
по рис. 11-9 для графика 2 определим значение расчетного коэффициента полюсной дуги и коэффициент формы поля возбуждения кв =1,13 [гольд].
Сердечник статора собирают из отдельных отштампованных листов электротехнической стали толщиной 0,5 мм, имеющих изоляционные покрытия для уменьшения потерь в стали от вихревых токов. Для высоты оси вращения 500-450 мм рекомендуется применять сталь 2411.Для этой стали изолирование листов обычно производят лакировкой (КС = 0,95). При использовании двухслойной обмотки с укороченным шагом обмоточный коэффициент коб = 0,91
Определим расчетную длину сердечника статора по формуле (13):
При длине сердечника более 300-350 мм применяют радиальные вентиляционные каналы. В этом случае определяют по формуле (14):
где , количество вентиляционных каналов (16)
Примем длину пакета стали , при этом количество пакетов определяется по формуле (14):
Тогда количество радиальных вентиляционных каналов сердечника статора :
Для проверки размеров определим показатель :
По рис. 11-10 определим значение = 1. Условие выполняется. Определим количество пазов на полюс и фазу q1 . Для h = 450 и 2р = 10 получаем q1 = 3.
Определим количество пазов z1 сердечника статора:
Проверим выполнения условия симметричной обмотки:
В синхронных машинах с h = 315-450 мм сердечник ротора выполняют из стали марки Ст3 толщиной 1-2мм. Сердечник ротора собирают из штампованных многогранных листов без изоляционного покрытия. При этом кс =0,98.
Определим длину сердечника ротора по оси h = 450 мм:
Сердечник полюса и полюсный наконечник
В синхронных машинах с h = 315-450 мм, выполняемых с эксцентричным воздушным зазором под полюсными наконечниками, полюса изготовляют из листов стали марки Ст3 толщиной 1-2 мм без изоляционного покрытия и крепят к остову с помощью выступов Т-образной формы, или в виде ласточкиного хвоста. При этом кс =0,98.
Определим длину шихтованного сердечника полюса:
Примем магнитную индукцию у основания сердечника полюса Вп = 1,5 Тл. Определим предварительное значение магнитного потока :
Определим ширину дуги полюсного наконечника
Радиус очертания полюсного наконечника при эксцентричном воздушном зазоре:
Ширина полюсного наконечника, определяемая хордой
Примем что мм, определим высоту полюсного наконечника по оси полюса для машин с эксцентричном зазором
Поправочный коэффициент зависит от высоты полюсного наконечника и расчетного коэффициента полюсной дуги. При
Предварительное значение коэффициента магнитного рассеяния полюсов
Предварительная высота полюсного сердечника
Предварительно внутренний диаметр сердечника ротора
где кв = 22 определяется как зависимость от D1.
Расчетная высота спинки ротора с учетом прохождения части магнитного потока на валу
4.2.1 Зубцовая зона и обмотка статора
Параметры, общие для обмоток. Для статора синхронной машины при высоте оси вращения h = 450 мм выбирают форму паза открытую прямоугольную, а так же двухслойную обмотку из жестких катушек. Обычно обмотку статора выполняют шестизонной, каждая зона равна 60 эл. град. При шестизонной обмотке коэффициент распределения:
Укорочение шага для 2р = 10 принимаем . Двухслойную обмотку выполняют с укороченным шагом.
Определим коэффициент укорочения шага
Определим предварительное значение количества витков в обмотке фазы
Примем для 2р = 10 а1 = 5. Определим количество эффективных проводников в пазу
примем . Для полученного значения определим количество витков в обмотке фазы
где I1 предварительное значение номинального фазного тока
По таблице 9-13 определим среднее значение магнитной индукции в спинке статора =1,2Тл.
Определим по аналогии количество витков дополнительной обмотки статора.
где NД количество эффективных проводников дополнительной обмотки, для h = 450мм NД = 1, аД =5
Обмотка статора с прямоугольными открытыми пазами. Достоинством прямоугольных открытых пазов статора является возможность размещения в них проводов прямоугольного сечения, что повышает коэффициент заполнения пазов медью, а так же надежность обмотки.
Определим предварительное значение магнитной индукции в узком месте зуба по табл. 9-16. Для защиты IP23 Тл.
Рекомендуется принять для класса нагревостойкости F провода марки ПЭТП-155.
Определим предварительную ширину зуба
Определим предварительную ширину открытого паза в штампе
По приложению 30 [гольд ] определим толщину изоляции по ширине 2bи = 4,3 мм по высоте hи = 14,2 мм. Припуски на сборку hc =0,35мм u bc =0,35мм. Высота шлица hш1 =1мм, высота клина hk = 3мм. При этом количество эффективных проводников по ширине паза NШ = 1
Определим допустимую ширину эффективного проводника с витковой изоляцией
Количество эффективных проводников по высоте паза
Допустимая высота эффективного проводника с витковой изоляцией
Определим допустимую площадь эффективного проводника с витковой изоляцией
Определим меньший и больший размеры элементарного неизолированного провода
где -двусторонняя толщина изоляции для провода ПЭТВ-155, мм
По приложению 2 определяем стандартные размеры высоты и длины провода. а = 1,6 мм, b = 8,5мм u S = 13,39мм2 Размер по ширине паза в штампе
Размеры и количество элементарных проводников основной и дополнительной обмоток, укладываемых по ширине и по высоте, выбирают с учетом рационального заполнения площади паза. Из этого следует что СО.В = 1, СО.Ш. =2, СД.В. = 2, СД.Ш. = 2
Размер основной и дополнительной обмоток статора по высоте паза
По приложению 30 определим толщину изоляции дополнительной обмотки. hи.д.=1,8 мм
Проверка возможности размещения обмотки и уточнения высота паза статора в штампе
Средняя ширина катушки обмотки статора
Средняя длина одной лобовой части катушки
Длина вылета лобовой части обмотки
Определим плотность тока в обмотке статора
Уровень удельной тепловой нагрузки статора от потерь в обмотке в значительной мере определяет ожидаемое превышение температуры обмотки, этот уровень характеризуется произведением линейной нагрузки на плотность тока в обмотке А1 J1
Средние допускаемые значения для обмотки статора с прямоугольными открытыми пазами находим по табл. 11-12. Получаем для 2р=10 АJДОП =2000А2 /см мм2 [гольд ]
Демпферная обмотка полюсов синхронной машины выполняет ряд функций. В генераторах она служит для снижения уровня динамических перенапряжений в обмотке ротора при несимметричных коротких замыканиях, гашения обратного синхронного поля, улучшения формы ЭДС и симметрии напряжений при несимметричных нагрузках отдельных фаз, успокоения качаний и повышения динамической устойчивости работы. Генераторы, имеющие мощность больше 100кВт, имеют демпферную обмотку.
Суммарная площадь поперечного сечения стержней демпферной обмотки.
Для уменьшения добавочных потерь и пульсаций ЭДС обмотки статора обмотки статора примем зубцовое деление наконечника ротора близким к зубцовому делению статора. t2=24,1 мм.
Предварительное количество стержней демпферной обмотки на один полюс
Предварительный диаметр стержня демпферной обмотки
Найдем уточненное значение зубцового деления полюсного наконечника.
Диаметр круглой части паза полюсного наконечника
Предварительная длина стержня демпферной обмотки
Размеры короткозамкнутых сегментов выбирают такими, что бы их высота мм, толщина мм. А площадь поперечного сечения стержней одного полюса
Окончательно размеры сегмента в поперечном сечении выбираем по приложению 2. мм и мм получаем мм2.
4.1.3 Зубцово-пазовая геометрия и укладка проводников в пазы статора
Расчетная площадь поперечного сечения воздушного зазора
Уточненное значение магнитной индукции в воздушном зазоре
Коэффициент, учитывающий увеличение магнитного сопротивления воздушного зазора вследствие зубчатого строения статора
Коэффициент, учитывающий увеличение магнитного сопротивления воздушного зазора вследствие зубчатого строения статора с учетом ротора
Коэффициент, учитывающий уменьшение магнитного сопротивления воздушного зазора при наличии радиальных каналов на статоре
Общий коэффициент воздушного зазора
Зубцовое деление на 1/3 высоты зубца
Расчетная площадь поперечного сечения зубца
Магнитная индукция в равновеликом поперечном сечении зубца
По приложению 10 определим напряженность магнитного поля Н31=7 А/см. Средняя длина пути магнитного тока
Расчетная площадь поперечного сечения спинки статора
Средняя длина пути магнитного потока
По приложению 13 определим напряженность магнитного поля для спинки статора Нс1=1,88 А/см. МДС для спинки статора
Магнитная индукция в зубцах полюсного наконечника
Напряженность магнитного поля в зубцах полюсного наконечника находим из приложения Нз2=11,7 А/см.
Средняя длина пути магнитного потока в зубцах полюсного наконечника
МДС для зубцов полюсного наконечника
Величина выступа полюсного наконечника
Расстояние между боковыми поверхностями смежных полюсных наконечников
Коэффициент магнитной проводимости потока рассеяния по внутренним поверхностям полюсного наконечника
Длина пути магнитного потока в полюсе при наличии демпферной обмотки
Коэффициент магнитной проводимости потоков рассеяния полюсов по сердечнику полюсов
Коэффициент магнитной проводимости потоков рассеяния полюсов по торцам полюсов
Коэффициент магнитной проводимости потока рассеяния полюсов
МДС для статора и воздушного зазора
Коэффициент рассеяния магнитного потока
Расчетная площадь поперечного сечения сердечника полюса
При Bп=1,5 определим магнитный поток в сердечнике полюса
Магнитная индукция в сердечнике полюса
По приложению 21 определим напряженность магнитного поля в сердечнике полюса Нп=23,7А/см. МДС для полюса
Расчетная площадь поперечного сечения спинки ротора
Среднее значение индукции в спинке ротора
По приложению 21 находим напряженность магнитного поля в спинке ротора Нс2=2,32А/см. Средняя длина пути магнитного потока в спинке ротора
МДС для зазора в стыке между сердечником полюса и ротора
4.1.5 Обмотка полюсов. Рассеяние полюсов
Напряжение дополнительной обмотки статора
Предварительная средняя длина витка обмотки возбуждения
Предварительная площадь поперечного сечения проводника обмотки возбуждения
По рис. 11-21 определим среднее значение , для P=315 кВт.
Предварительное количество витков одной полюсной катушки
Расстояние между катушками смежных полюсов
Принимаем неизолированный ленточный медный провод. Изоляция между витками - асбестовая бумага толщиной 0,3 мм, катушка однослойная.
Предварительный размер проводника обмотки из неизолированной полосовой меди, навиваемое на ребро, по ширине
Предварительный размер проводника обмотки из неизолированной полосовой меди, навиваемое на ребро, по толщине
По приложению 2 определим стандартные значения для ширины, толщины и площади проводника а=3мм; b=28мм; S=82,1мм2.
Минимальный допустимый радиус закругления проводника
фактический средний радиус закругления проводника, навиваемого на ребро
Размер полюсной катушки по ширине мм, при этом раскладка витков по высоте катушки .
Ток возбуждения при номинальной нагрузке
Уточненная плотность тока в обмотке возбуждения
Общая длина всех витков обмотки возбуждения
4.1.6 Активное и индуктивное сопротивления статора
Активное сопротивление обмотки фазы при 20о С
Относительное значение активного сопротивления обмотки фазы при 20оС
Активное сопротивление дополнительной обмотки статора при 20о С
По таблице 9-21 определяем размеры частей обмоток и паза: hk1=3,5мм; h2=2,55мм; h3=5мм
где hn1=43,25мм - высота паза статора, hш=1 - высота шлица, ширина паза статора bn1=14,3мм
Коэффициенты учитывающие укорочение шага
Коэффициент проводимости рассеяния для прямоугольного открытого паза
Коэффициент проводимости дифференциального рассеяния
Коэффициент рассеяния между коронками зубцов
где кк коэффициент учитывающий влияние открытия пазов статора на магнитную проводимость рассеяния между коронками зубцов, определяется по рис. 11-16 в зависимости от коэффициента зубцовой зоны статора
получаем кк=0,05. Коэффициент магнитной проводимости для лобовых частей
Суммарный коэффициент магнитной проводимости потока рассеяния
Индуктивное сопротивление обмотки фазы ротора
Индуктивное сопротивление обмоток фаз статора
4.1.7 ЭДС обмотки статора в номинальном режиме
Сопротивление обмотки статора для установившегося режима .
По табл. 11-4 определим для и получили и . Определим коэффициент насыщения при Е=0,5
МДС для воздушного зазора при Е=1 т.е. А. При этом индуктивное сопротивление продольной реакции якоря
Индуктивное сопротивление поперечной реакции якоря
Синхронное индуктивное сопротивление по продольной оси
Синхронное индуктивное сопротивление по поперечной оси
Активное сопротивление обмотки возбуждения, приведенное к обмотке статора, при рабочей температуре
Коэффициент магнитной проводимости потоков рассеяния обмотки возбуждения
Индуктивное сопротивление обмотки возбуждения
Индуктивное сопротивление обмотки возбуждения
Относительное зубцовое деление демпферной обмотки
Коэффициент распределения демпферной обмотки
Коэффициент магнитной проводимости потока рассеяния по зубцам полюсного наконечника
Коэффициент магнитной проводимости пазового рассеяния полюсов
По рис. 11-23 определим коэффициенты , . Коэффициенты магнитной проводимости рассеяния демпферной обмотки по продольной оси
Коэффициенты магнитной проводимости рассеяния демпферной обмотки по поперечной оси
Коэффициент магнитной проводимости рассеяния демпферной обмотки по продольной оси
Коэффициент магнитной проводимости рассеяния демпферной обмотки по поперечной оси
Индуктивное сопротивление полной демпферной обмотки по продольной оси
Индуктивное сопротивление полной демпферной обмотки по поперечной оси
Активное сопротивление стержней демпферной обмотки по продольной оси
Активное сопротивление стержней демпферной обмотки по поперечной оси
Активное сопротивление короткозамыкающих колец демпферной обмотки по продольной оси
Активное сопротивление короткозамыкающих колец демпферной обмотки по поперечной оси
Активное сопротивление полной демпферной обмотки по продольной оси
Активное сопротивление полной демпферной обмотки по поперечной оси
Коэффициент насыщения магнитной цепи
Расчет характеристик намагничивания и х.х. выполнен в относител ьных единицах в пределах от 0,5 до 1,3 о.е. В качестве базового значения примем величину Ф =1 о.е. и =1 о.е. Все расчеты параметров представлены в таблице.
Так же расчетные значения приведены графически на рис.1
По таблице 1 строим частичные характеристики в относительных ед иницах , ,
Строим векторные диаграммы Блонделя по следующим исходным данным: u1=1 , I1=1, cos=0,8
По векторной диаграмме определим ЭДС, индуктированная магнитным полем воздушного зазора о.е. По частичным характеристикам определим МДС для магнитной цепи воздушного зазора и статора а так же МДС для воздушного зазора для . Получаем о.е., о.е.
Предварительный коэффициент насыщения
По рис 11-17 определим поправочные коэффициенты насыщения магнитной цепи , ,
По табл. 11-4 определим для и получили и
Примем коэффициент формы поля реакции якоря
Амплитуда МДС обмотки статора в относительных единицах
Поперечная составляющая МДС реакции якоря, с учетом насыщения, отнесенная к обмотке возбуждения
ЭДС обмотки статора, обусловленная действием МДС реакции якоря . По векторной диаграмме определим угол при этом ,.
Продольная МДС реакции якоря с учетом влияния поперечного поля при эксцентричном зазоре
Продольная составляющая ЭДС, наводимая в обмотке статора результирующим потоком по продольной оси определим по векторной диаграмме . По частичным характеристикам определим МДС по продольной оси, необходимой для создания ЭДС получим
Результирующее МДС по продольной оси
По частичным характеристикам определим значение . Определим результирующий магнитный поток
По частичным характеристикам определим значение . Определим МДС обмотки возбуждения при нагрузке
Определим действительное значение МДС обмотки возбуждения при нагрузке
Определение размеров магнитопровода
Активное сечение Рст стержня, т. е. сечение активной стали, будет зависеть от выбранной формы сечения, числа ступеней и коэффициента запо лнения.
Число ступеней в принципе должно быть возможно большим, потому что чем больше ступеней, тем большим будет коэффициент Кз.кр заполнения площади круга геометрической фигурой сечения стержня. Но по технологическим соображениям число ступеней часто предпочитают ограничивать с тем, чтобы не усложнять производство чрезмерно большим количеством размеров пластин. Поэтому число ступеней выбирается в зависимости от выбранного диаметра D.
Выбранное число ступеней определяет число пакетов пластин, из которых складывается сечение стержня. Наибольшее сечение стержня (ступенчатой фигуры) получается лишь при определенных соотношениях ширины сп пакетов к диаметру D. Эти соотношения различны для разных чисел ступеней. Ширина каждого пакета cп получается путем умножения соответствующего коэффициента на диаметр D.
Сечение ярма, поскольку магнитный поток в ярме такой же величины, как и в стержне, теоретически (по крайней мере в геометрическом смысле) должно было бы повторять сечение стержня. Однако ярмо не несет обмоток и поэтому его форма не обусловлена в этом отношении особыми требованиями. С другой стороны, желание упростить в какой-то мере конструкцию магнитопровода приводит к уменьшению числа ступеней сечения ярма по сравнению со стержнем.
В случае применения прямоугольного или двухступенчатого ярма необходимо увеличивать его сечение, т. е. делать так называемое усиление ярма. Усиление ярма делается из следующих соображений. Так как пакеты ярма в этих случаях не равны соответствующим пакетам стержня, то при равных общих сечениях магнитные индукции в пакетах будут разными. Например, в прямоугольном ярме сечение среднего пакета, очевидно, будет меньше сечения среднего (большего) пакета стержня, следовательно, индукция в среднем пакете ярма будет больше средней индукции. Кроме того, индукция будет стремиться выравниваться по общему сечению, а это значит, что часть магнитного потока будет переходить из одного пакета в другой, вызывая добавочные потери от вихревых токов в пластинах стали. Это явление главным образом будет происходить в углах магнитопровода.
Чтобы уменьшить добавочные потери и отчасти несколько уменьшить перераспределение магнитного потока по пакетам, делают усиление ярма. Величина усиления обычно составляет 10-15% при прямоугольном ярме и около 5% при двухступенчатом ярме. При этом только в среднем (большем) пакете ярма индукция будет примерно на 10% больше средней индукции стержня.
Так как пакеты стержня и ярма собираются из тонких изолированных пластин электротехнической стали, то из-за наличия изоляционных прослоек и неплотностей между пластинами активное сечение стержня и ярма на несколько процентов меньше площади ступенчатой фигуры.
Активное сечение определяется умножением площади сечения ступенчатой фигуры на коэффициент заполнения сталью этой площади. Для обычно применяемого двустороннего изоляционного покрытия пластин лаковой пленкой коэффициент заполнения имеет значение 0,93.
Основные размеры магнитопровода Н и МО определяются после расчета обмоток, при котором производится раскладка витков в окне магнитопровода и тем самым определяются размеры окна магнитопровода.
Выбор размеров пластин пакетов стержня
Сечение стержня по заданию имеет шестиcтупенчатую форму, ярма - двухступенчатую. Значения c подбираем до ближайшего нормализованного размера, дающего наивыгоднейший раскрой стали:
c1 = 0,959 · 245 = 234,955, принимаем 230 мм;
c2 = 0,875 · 245 = 214,375, принимаем 215 мм;
c3 = 0,768 · 245 = 188,16, принимаем 195 мм;
c4 = 0,64 · 245 = 156,8, принимаем 155 мм;
c5 = 0,484 · 245 = 118,58, принимаем 120 мм;
c6 = 0,283 · 245 = 69,335, принимаем 65 мм.
Затем определяем толщину b пакетов с тем, чтобы ступенчатая фигура вписывалась в окружность диаметра D = 245 мм. Эти действия удобно записать в следующем виде:
b1 = (D2 - c12)1/2 = (2452 - 2302)1/2 = 84 мм;
2b2 = (D2 - c22)1/2 - b1 = (2452 - 2152)1/2 - 84 = 33 мм;
2b3 = (D2 - c32)1/2 - (b1 + 2b2) = (2452 - 1952)1/2 - 117 = 31 мм;
2b4 = (D2 - c42)1/2 - (b1 + 2b2 + 2b3) = (2452 - 1552)1/2 - 148 = 41 мм;
2b5 = (D2 - c52)1/2 - (b1 + 2b2 + 2b3 + 2b4) = (2452 - 1202)1/2 - 189 = 24 мм;
2b6 = (D2 - c62)1/2-(b1 + 2b2 + 2b3 + 2b4 + 2b5) = (2452 - 652)1/2 -213 = 23 мм;
Далее определяем геометрическое и активное сечение стержня. Коэффициент заполнения Кз принимаем равным 0,93.
Fст = Кз · FФ = 0,93 · 431,9 = 401 см2.
Сечение двух средних пакетов стержня (для расчета весов углов магн итопровода):
F'ст = 0,93 · (193,2 + 70,95) = 245 см2. (189)
Сечение ярма двухступенчатой формы обычно делается усиленным, т.е. его сечение должно быть примерно на 5% больше сечения стержня.
Для определения ширины пластины среднего пакета ярма, т.е. его высоты h1, сначала предположим, что ярмо имеет прямоугольную форму с усилением 15%: принимаем 21,5 см. Ширина пластин крайних пакетов ярма равна примерно 0,8 · h1, т.е h2 = 0,8 ·21,0 = 16,8, принимаем 17,5 см.
Fя = Кз · [(b1 + 2 ·b2) · h1 + 2 · (b3 + b4 + b5 + b6) · h2] =
= 0,93 · [(84 + 33) · 21,5 + (31 + 41 + 24 + 23) · 17,5] = 427 см2. (190)
Kу = (Fя - Fст) / Fст = (427 - 401) / 401 = 0,065, или 6,5%. (191)
Потери холостого хода Pх состоят главным образом из потерь в активной стали магнитопровода. Электрические потери в первичной обмотке, в ызванные током холостого хода, относительно малы и ими пренебрегают.
Потери в конструкционных стальных деталях остова и диэлектрические потери в изоляции, имеющие место при холостом ходе, не поддаются точному расчету, и они обычно учитываются коэффициентом добавочных потерь, определяемым опытным путем. Потери в стали состоят из потерь от перемагничивания (гистерезиса) и потерь от вихревых токов. Процентное соотношение этих потерь (бывает различно и зависит от марки применяемой электротехнической стали.
При расчете потерь в стали, а также при их измерении во время испытания генератора определяют общие потери в стали, не разделяя их по отдельным составляющим, так как в этом нет необходимости .
Потери в стали зависят от ее марки, толщины, частоты тока, индукции и веса. Значения удельных потерь, т.е. потерь на единицу веса, выражаемых в вт/кг, нормированы ГОСТ 802-58. Однако в готовом генераторе на величину потерь в стали влияет еще целый ряд факторов, как-то: род изоляции пластин, применение отжига пластин после их обработки, качество сборки, конструкция магнитопровода и др. Точный учет влияния этих факторов не всегда возможен, поэтому при расчете пользуются кривыми или таблицами, составленными на основании испытания реальных конструкций магнитопроводов. К данным таблиц, взятым за основные, вносятся корректирующие поправки в виде коэффициентов, учитывающих конкретные особенности конструкций магнитопровода, а также и технологию его изготовления.
Значения удельных потерь и намагничивающей мощности стали взяты из табл. 4.1. Так как значение индукции в стержнях и ярмах обычно различаются между собой, то потери в стали определяются отдельно для стержней и ярм, и затем результаты складываются.
К полученному значению потерь в стали вносятся поправочный коэффициент добавочных потерь Кд, учитывающий неравномерное распределение индукции по сечению стержня и ярма, который может быть взят из табл. 4.2[1]. При расчете потерь в магнитопроводе, собранном из пластин холоднокатаной стали обычной конструкции - с прямыми стыками, потери в углах магнитопровода увеличиваются. Это увеличение потерь происходит вследствие несовпадения направления магнитных линий и направления прокатки стали, и может быть учтено коэффициентом Ку = 1,5 для стали. На этот коэффициент умножается вес стали углов магнитопровода.
При холостом ходе генератора по его первичной обмотке течет ток холостого хода Io. У идеального генератора (не имеющего потерь) это будет чисто намагничивающий ток, т.е. ток, создающий намагничивающую си
Синхронные генераторы серии СГ2 дипломная работа. Производство и технологии.
Реферат Титульный Лист Размер Шрифта
Реферат: "Общество потребления" в постсоветском контексте. Скачать бесплатно и без регистрации
Курсовая работа по теме Управление качеством среднего профессионального образования
Реферат по теме Продовольственная проблема мира
Реферат: Основные и дополнительные услуги в сфере туризма. Скачать бесплатно и без регистрации
Дипломная работа по теме Методы и методики преподавания информатики
Курсовая работа: Создание и формирование лизинговой компании. Скачать бесплатно и без регистрации
Курсовая работа: Инновационные цели и инновационный потенциал организации. Скачать бесплатно и без регистрации
Сочинение На Тему Что Есть Дружба
Реферат: Понятие и классификация юридических лиц
Эссе На Тему Моя Любимая Еда
Реферат На Тему Проблема Жизни, Смерти И Бессметия В Истории Философии
Курсовая работа по теме Формирование и поддержание бренда средствами PR
Контрольная Работа 8 Класс 1 Четверть Спотлайт
Физическая Культура России Реферат
Дипломная работа: Современные формные пластины для офсетной печати
Организация PR-деятельности компании (на примере корпорации «Amway»)
Доклад по теме Aaliyah (Haughton) 1979 -- 2001 english
Сочинение Смысл Жизни Только В Одном Борьбе
Курсовая работа по теме Анализ системы управления финансовыми ресурсами
Трудовой договор - Государство и право дипломная работа
Разработка учебно-методического электронного комплекса - Программирование, компьютеры и кибернетика дипломная работа
Розробка установки для зварювання мостових ортотропних плит - Производство и технологии дипломная работа