Головна
Банківська справа  |  БЖД  |  Біографії  |  Біологія  |  Біохімія  |  Ботаніка та с/г  |  Будівництво  |  Військова кафедра  |  Географія  |  Геологія  |  Екологія  |  Економіка  |  Етика  |  Журналістика  |  Історія техніки  |  Історія  |  Комунікації  |  Кулінарія  |  Культурологія  |  Література  |  Маркетинг  |  Математика  |  Медицина  |  Менеджмент  |  Мистецтво  |  Моделювання  |  Музика  |  Наука і техніка  |  Педагогіка  |  Підприємництво  |  Політекономія  |  Промисловість  |  Психологія, педагогіка  |  Психологія  |  Радіоелектроніка  |  Реклама  |  Релігія  |  Різне  |  Сексологія  |  Соціологія  |  Спорт  |  Технологія  |  Транспорт  |  Фізика  |  Філософія  |  Фінанси  |  Фінансові науки  |  Хімія

Розрахунок генератора - Промисловість, виробництво

Введення

Синхронної машиною (СМ) називається двообмоткових електрична машина змінного струму, одна з обмоток якої приєднана до електричної мережі з постійною частотою, а друга - збуджується постійним струмом.

Конструктивне виконання статора синхронної машини може бути різним у залежності від призначення і габаритів машини. Так, в багатополюсних машинах великої потужності при зовнішньому діаметрі сердечника статора більше 900 мм пластини сердечника роблять з окремих сегментів, які при складанні утворюють циліндр сердечника статора. Корпуси статорів великогабаритних машин роблять роз'ємними, що необхідно для зручності транспортування і монтажу цих машин.

Ротори синхронних машин можуть мати дві принципово різняться конструкції: явнополюсную і неявнополюсную.У синхронного генератора (IP23) на якорі є обмотки, на які подається електричний струм. Змінюючи його величину, можна впливати на магнітне поле, а отже, і на напругу на виході статорних обмоток. Роль регулятора прекрасно виконує найпростіша електрична схема зі зворотним зв'язком по струму і напрузі. Завдяки цьому здатність синхронного генератора «ковтати» короткочасні перевантаження висока й обмежена лише омічним (активним) опором його обмоток, тобто легше переносять пускові навантаження. Однак у такої схеми є й недоліки. Насамперед, струм доводиться подавати на обертовий ротор, для чого традиційно використовують щітковий вузол. Працюючи з досить великими (особливо під час перевантажень) струмами, щітки перегріваються й частково «вигорають». Це призводить до поганого їх прилягання до колектора, до підвищення омічного опору і до подальшого перегріву вузла. Крім того, рухливий контакт неминуче іскрить, а значить, ставати джерелом радіоперешкод. І самий основний недолік низький ступінь захисту від зовнішніх впливів таких як: пил, бруд, вода, т. К. Синхронний генератор охолоджується «простягаючи» через себе повітря, відповідно все що знаходиться в повітрі може потрапляти в генератор. Якщо генератор щітковий, щоб уникнути передчасного зносу, рекомендується час від часу контролювати стан щіткового вузла і при необхідності очищати або міняти щітки. До речі, після їх замінені, бажано дати їм час «приробитися» до колектора, а вже за тим навантажувати станцію «по повній програмі». Багато сучасних синхронні генератори забезпечені безщітковими системами збудження струму на котушках ротора (їх ще називають brash-less). Вони позбавлені вищевказаних недоліків пов'язаних з щітковим вузлом, а тому переважно. · Для трифазних синхронних генераторів допустимий перекіс фаз 33% · коефіцієнт нелінійних спотворень 13-25% (залежно від виробника).

1. Дані для проектування

 Призначення Двигун

 Номінальний режим роботи Тривалий

 Номінальна віддається потужність Р 2, кВт 200

 Кількість фаз статора m 1 березня

 Спосіб з'єднання фаз статора Зірка

 Частота напруги f, Гц 50

 Коефіцієнт потужності cos ? 0,8

 Номінальна лінійна напруга U л, В 400

 Частота обертання n 1, об / хв 1000

 Спосіб збудження Від спец. обмотки

 Ступінь захисту від зовнішніх впливів IP23

 Спосіб охолоджування IC01

 Виконання за способом монтажу IM1001

 Кліматичні умови та категорія розміщення У2

2. Магнітна ланцюг машини. Розміри, конфігурація, матеріали

2.1 Конфігурація

Приймаємо ізоляцію класу нагрівостійкості F

Кількість пар полюсів (9.1)

р = 60f / n1 = 60 - 50/1000 = 3.

Індуктивний опір розсіювання обмотки статора (рисунок 11.1)

х? * = 0,12 в.о.

Коефіцієнт потужності навантаження (11.1)

кн =

Попереднє значення ККД (малюнок 11.2)

? '= 0,93 в.о. 2.2 Головні розміри

Розрахункова потужність (1.11)

Р '= кнР2 / cos? = 1,076 - 200 / 0,8 = 269 кВт.Висота осі обертання (таблиця 11.1)

h = 355 мм.

Допустима відстань від корпусу до опорної поверхні (таблиця 9.2)

h1 = 10 мм.

Зовнішній діаметр корпусу (1.27)

Dкорп = 2 (h-h1) = 2 (355-10) = 690 мм.

Максимально допустимий зовнішній діаметр сердечника статора (таблиця 9.2)

Dн1max = 660 мм.

Обираний діаметр сердечника статора (§ 11.3)

Dн1 = 660 мм.

Внутрішній діаметр сердечника статора (§ 11.3)

D1 = 43 + 0,72 Dн1 = 43 + 0,72 - 660 = 518,2 мм.

Попереднє значення лінійної навантаження статора (рис. 11.3)

А'1 = 425 А / см.

Попереднє значення магнітної індукції в повітряному зазорі і номінальному режимі (малюнок 11.4) В'б = 0,79 Тл. Попереднє значення максимальної магнітної індукції в повітряному зазорі машини при х.х. (11.3) В'б0 = В'б / кн = 0,79 / 1,076 = 0,85 Тл.

Полюсное поділ статора (1.5)

мм.

Індуктивний опір машини по поздовжній осі (рис. 11.5)

хD * = 2,5 в.о.

Індуктивний опір реакції якоря по поздовжній осі (11.4)

хad * = хD * - х? * = 2,5-0,12 = 2,38 в.о.

Коефіцієнт, що враховує наявність зазорів в стику полюса і сердечника ротора або полюсного наконечника і полюса (§ 11.3)

до '= 1,05

Розрахункова величина повітряного зазору між полюсним наконечником і сердечником статора (11.2)

мм.

Уточнена величина повітряного зазору (§ 11.3)

б = 2,0 мм.Форма зазору ексцентрична по малюнку 11.8

Відношення максимальної величини зазору до мінімальної (§ 11.3)

б '' / б '= 1,5.Воздушний зазор по осі полюса (11.13)

б '= б / 1,125 = 2 / 1,125 = 1,8

Повітряний зазор під краєм полюсного наконечника (11.14)

б '' = б / 0,75 = 2 / 0,75 = 2,7

Коефіцієнт полюсною дуги дійсний (§ 11.3)

? = 0,73-3,33 - 10-5 - Dн1 = 0,73-3,33 - 10-5 - 660 = 0,7.

Коефіцієнт полюсною дуги розрахунковий (малюнок 11.9)

? '= 0,66.2.3 Сердечник статора

Марка стали 2312, ізолювання листів лакування, товщина сталі 0,5 мм.

Коефіцієнт заповнення сердечника статора сталлю (§ 9.3)

кс = 0,95.

Коефіцієнт форми поля збудження (рисунок 11.9)

кв = 1,17.Обмоточний коефіцієнт (§ 9.3)

коб1 = 0,92

Розрахункова довжина сердечника статора (1.31)

.

2.3.5 Конструктивна довжина сердечника статора (§ 11.3)

?1 = ?'1 = 300 мм.

Ставлення конструктивної довжини до внутрішнього діаметра сердечника статора (9.2)

? = ?1 / D1 = 300 / 518,2 = 0,58.Проверка за умовою ? ?max = 1,07.

Кількість пазів на полюс і фазу (§ 11.3)

q1 = 4.

Кількість пазів сердечника статора (9.3)

z1 = 2рm1q1 = 2 - 3 - 3 - 4 = 72.

Перевірка правильності вибору значення z1 (11.15)

z1 / gm1 = 72 / (3 - 3) = 8 - ціле число.

2.4 Сердечник ротора

Марка стали Ст3, товщина листів 1,5 мм, листи без ізоляції, коефіцієнт заповнення стали кс = 0,98.

Довжина сердечник ротора (11.20)

?2 = ?1 + (10-20) = 300 + 10 = 310 мм.2.5 Сердечник полюса і полюсний наконечник

Марка стали Ст3, товщина листів 1,5 мм, листи без ізоляції, коефіцієнт заповнення кс = 0,98.

Довжина шіхтованного сердечника полюса (11.19)

?п = ?1 + (10-15) = 300 + 10 = 310 мм.

Магнітна індукція в підставі сердечника полюса (§ 11.3)

В'п = 1,45 Тл.

Попереднє значення магнітного потоку (9.14)

Ф '= В'бD1 - ?'110-6 / р = 0,79 - 518,2 - 300 - 10-6 / 3 = 40,9 - 10-3Вб.

Ширина дуги полюсного наконечника (11.25)

bн.п = = 0,7 - 271,2 = 190 мм.

Радіус обриси полюсного наконечника при ексцентричному повітряному зазорі (11.26)

мм.

Ширина полюсного наконечника (11.28)

b'н.п = 2Rн.пsin (0.5bн.п / Rн.п) = 2 - 246 - sin (0,5 - 190/246) = 185 мм.

Висота полюсного наконечника (§ 11.3)

h'н.п = 15 мм.

Висота полюсного наконечника по осі полюса для машин з ексцентричним зазором (11.29)

hн.п = h'н.п + Rн.п-мм

Поправочний коефіцієнт (11.24)

к? = 1,25hн.п + 25 = 1,25 - 33 + 25 = 66.

Попереднє значення коефіцієнта магнітного розсіювання полюсів (11.22)

? '= 1 + к?35б / ?2 = 1 + 66 - 35 - 2 / 271,22 = 1,06.

Ширина сердечника полюса (11.21)

bп = ?'Ф '- 106 / (кс?пВ'п) = 1,06 - 40,9 - 10-3 - 106 / (0,98 - 310 - 1,45) = 98,4 мм.

Висота виступу біля основи сердечника (11.32)

h'п = 10,5б '+ 0,18D1 = 10,5 - 1,8 + 0,18 - 518,2 = 112 мм.

Попередній внутрішній діаметр сердечника ротора (11.33)

D'2 = dв = КВММ.

Висота спинки ротора (11.34)

hс2 = 0,5D1-б-h'п-0,5D'2 = 0,5 - 518,2-2-112-33-0,5 - 140 = 42 мм.

Розрахункова висота спинки ротора з урахуванням проходження частини магнітного потоку по валу (11.35)

h'с2 = hс2 + 0,5D'2 = 42 + 0,5 - 140 = 112 мм.

Магнітна індукція в спинці ротора (11.36)

ВС2 = Тл.

Рисунок 1 - Ескіз ротора

3. Обмотка статора

3.1 Приймаємо двошарову петлеву обмотку з жорсткими секціями з дроту марки ПЕТВП, що укладається в прямокутні напіввідкриті пази

3.2 Коефіцієнт розподілу (9.9)

КР1 =;

де ? = 60 / q1.3.3 Укорочення кроку (§ 9.3)

?'1 = 0,8.

3.4 Крок обмотки (9.11)

УП1 = ?1z1 / (2p) = 0,8 - 72 / (2 - 3) = 9,6;

Приймаємо УП1 = 10.

3.5 Скорочення кроку обмотки статора по пазах (11.37)

?1 = 2руп1 / z1 = 2 - 3 - 10/72 = 0,833.

3.6 Коефіцієнт укорочення (9.12)

КУ1 = sin (?1 - 90?) = sin (0,833 - 90) = 0,966.

3.7 Обмотувальний коефіцієнт (9.13)

коб1 = КР1 - КУ1 = 0,96 - 0,966 = 0,93.

3.8 Попередня кількість витків в обмотці фази (9.15)

w'1 =.

3.9 Кількість паралельних гілок обмотки статора (§ 9.3)

а1 = 3.

3.10 Попередня кількість ефективних провідників в пазу (9.16)

N'п1 =;

Приймаємо N'п1 = 8.

3.11 Уточнене кількість витків (9.17)

.

3.12 Кількість ефективних провідників в пазу (§ 11.4)

Nд = 1.

3.13 Кількість паралельних гілок фази додаткової обмотки

ад = 2.

3.14 Кількість витків додаткової обмотки статора (11.38)

.

3.15 Уточнене значення магнітного потоку (9.18)

Ф = Ф '(w'1 / w1) = 40,9 - 10-3 (29,4 / 32) = 38,3 - 10-3Вб.

3.16 Уточнене значення індукції в повітряному зазорі (9.19)

Вб = В'б (w'1 / w1) = 0,83 - (29,4 / 32) = 0,74 Тл.

3.17 Попереднє значення номінального фазного струму (9.20)

А.

3.18 Уточнена лінійне навантаження статора (9.21)

.

Отримане значення А1 не відрізняється від попередньо прийнятого А'1 = 425 А / см більш ніж на 10%.

3.19 Середнє значення магнітної індукції в спинці статора (т. 9.13)

ВС1 = 1,65 Тл.3.20 Обмотка статора з прямокутними напіввідкритими пазами (таблиця 9.16)

В'з1max = 1,9 - 0,95 = 1,8 Тл.3.21 Зубцеву поділ статора в найбільш вузькому місці (9.46)

t1min = мм.3.22 Гранична ширина зубця в найбільш вузькому місці (9.47)

b'з1min = мм.

3.23 Попередня ширина полуокритого паза в штампі (9.48)

b'п1 = t1min-b'з1min = 22,99-9,95 = 13,04 мм.

3.24 Висота спинки статора (9.24)

hc1 = мм.

3.25 Висота паза (9.25)

hn1 = (Dн1-D1) / 2-hc1 = (660-518,2) / 2-40,7 = 30,2 мм.

3.26 Ізоляція обмотки статора (додаток 28)

h і = 4,5 мм.

3.27 Двостороння товщина корпусної ізоляції (§ 9.4)

2bі = 2,2 мм.3.28 Висота шліца (§ 9.4)

hш = 1 мм.

3.29 Висота клина (§ 9.4)

hк = 3,5 мм.

3.30 Припуск на складання сердечника по ширині (§ 9.4)

bc = 0,3 мм.

3.31 Припуск на складання сердечника по висоті (§ 9.4)

hc = 0,3 мм.

3.32 Кількість ефективних провідників по ширині паза (§ 9.4)

Nш = 2.

3.33 Допустима ширина ефективного провідника з витковой ізоляцією (9.50)

b'еф = (b'n1-2bі1-bc) / Nш = (13,01-2,2-0,3) / 2 = 5,27 мм.

3.34 Кількість ефективних провідників по висоті паза (9.52)

Nв = Nп1 / Nш = 8/2 = 5.

3.35 Допустима висота ефективного провідника (11.49)

а'еф = (с0hn1-h і-hk-hш-hс) / Nв = (0,85 - 30,2-4,5-3,5-1-0,3) / 4 = 4,09 мм.

3.36 Площа ефективного провідника (9.53)

S'еф = а'еф - b'еф = 4,09 - 5,27 = 21,55 мм2.

3.37 Кількість елементарних проводів в ефективному (§ 9.4)

з = 4.

3.38 Менший розмір неізольованого елементарного проводу (9.54)

а '= (а'еф / са) -?і = 4,09 / 2-0,15 = 1,9 мм,

де ?і = 0,15 мм - двостороння товщина ізоляції проводу (додаток 3).

3.39 Більший розмір неізольованого елементарного проводу (9.55)

b '= (b'еф / сb) -?і = 5,27 / 2-0,15 = 2,49 мм.

3.40 Розміри дроти (додаток 2)

а х b = 1,8 х 2,8;

S = 4,677 мм2.

3.41 Розмір по ширині паза в штампі (9.57)

bn1 = Nшсb (b + ?і) + 2bі + bс = 2 - 2 (2,8 + 0,15) + 2,2 + 0,3 = 14,3 мм.

3.42 Уточнена ширина зубця в найбільш вузькій частині (9.85)

bз1min = t1min-bn1 = 22,99-14,3 = 8,69 мм.

3.43 Уточнена магнітна індукція у вузькій частині зубця статора (9.59)

Вз1max = t1Bб / (bз1minkc) = 22,6 - 0,839 / (8,69 - 0,95) = 2,3 Тл.

3.44 Розмір основної обмотки статора (11.50)

hп.о = Nв.осо.в (а + ?і.а) + hі.о = 4 - 2 (1,8 + 0,15) + 4,5 = 20,1 мм,

де со.в = 2 - кількість елементарних провідників основної обмотки в одному ефективному по висоті пазі.

3.45 Ізоляція обмотки статора (додаток 30)

hі.д = 0,6 + 1,1 + 1 = 2,7 мм.

3.46 Розмір додаткової обмотки статора (11.51)

hп.д = Nв.дсд.в (а + ?і.а) + hі.д = 1 - 1 (1,8 + 0,15) + 2,7 = 4,65 мм,

де сд.в = 2 - кількість елементарних провідників додаткової обмотки в одному ефективному по висоті пазі.

3.47 Уточнена висота паза статора в штампі (11.52)

hп1 = hп.о + hп.д + hк + hш + hс = 20,1 + 4,65 + 3,5 + 1 + 0,3 = 29,55 мм.

3.48 Середнє зубцеву поділ статора (9.40)

tср1 = ? (D1 + hп1) / z1 = 3,14 (518,2 + 30,2) / 72 = 23,92.

3.49 Середня ширина котушки обмотки статора (9.41)

bср1 = tср1 - УП1 = 23,9 - 10 = 239,2.

3.50 Середня довжина однієї лобової частини обмотки (9.60)

?л1 = 1,3bср1 + hп1 + 50 = 1,3 - 239,2 + 30,2 + 50 = 391,2 мм.

3.51 Середня довжина витка обмотки (9.43)

?ср1 = 2 (?1 + ?л1) = 2 (300 + 391,2) = 1382,4 мм.

3.52 Довжина вильоту лобовій частині обмотки (9.63)

?в1 = 0,4bср1 + hп1 / 2 + 25 = 0,4 - 239,2 + 30,2 / 2 + 25 = 135,8 мм.

3.53 Щільність струму в обмотці статора (9.39)

J1 = I1 / (S - c - a1) = 360,8 / (4,677 - 4 - 3) = 6,44 А / мм2.

3.54 Визначаємо значення А1J1 (§ 11.4)

А1J1 = 425,7 - 6,44 = 2742 А2 / см - мм2.

3.55 Допустиме значення А1J1 (малюнок 11.12)

(А1J1) доп = 2750> 2742 А2 / см - мм2.

Малюнок 2 - Ескіз статора

4. Демпферна (пускова) обмотка

Сумарна площа поперечного перерізу міді обмотки статора, що припадає на одне полюсное розподіл (11.53)

S2? = 0,015?А1 / J1 = 0,015 - 271,2 - 425,7 / 6,44 = 269 мм2.

Зубцеву поділ полюсного наконечника ротора (§ 11.5)

t'2 = 20 мм.

Попередня кількість стрижнів демпферної обмотки на один полюс (11.54)

N'2 = 1 + (bн.п-20) / t'2 = 1 + (190-20) / 20 = 10 шт.

Попередній діаметр стержня демпферної обмотки (11.55)

d'с = 1,13мм.

Діаметр і перетин стрижня (§ (11.5)

DС = 6 мм; S = 26,26 мм2.

Визначаємо відношення (§ 11.5)

h'н.п / d = 15/6 = 2,5> 1,7.

Мінімальна ширина крайнього зубця полюсного наконечника

bз2min = 5 мм.

Уточнене значення зубцевого поділу полюсного наконечника (11.56)

t2 = (bн.п- dc- 2bз2min) / (N2-1) = (190-6-2 - 5) / (10-1) = 19,3 мм.

Діаметр круглої частини паза полюсного наконечника (11.57)

dп2 = DС + (0,1-0,15) = 6 + 0,1 = 6,1 мм.

Розміри шліца паза демпферної обмотки (§ 11.5)

bш2х hш2 = 2,5 х 3 мм.

Попередня довжина стержня демпферної обмотки (11.58)

?'ст = ?1 + 0,2 - ? = 300 + 0,2 - 271,2 = 355 мм.

Площа поперечного перерізу (11.59)

S'с = 0,5S2? = 0,5 - 269 = 135 мм2.

Висота короткозамикающего сегментів (§ 11.5)

h'с = 2 - DС = 2 - 6 = 12 мм.

Ширина короткозамикающего сегментів (§ 11.5)

?'с = 0,7 - DС = 4,2 мм.

Визначаємо розміри і перетин короткозамикающего сегментів.

hcх ?с = 4,25 х 12,5 мм;

Sс = 52,27 мм2.

5. Розрахунок магнітного ланцюга

5.1 Повітряний зазор

Розрахункова площа поперечного перерізу повітряного зазору (11.60)

Sб = ?'? (?'1 + 2б) = 0,66 - 271,2 (300 + 2 - 2) = 54414 мм2.

Уточнене значення магнітної індукції в повітряному зазорі (11.61)

Вб = Ф - 106 / Sб = 38,3 - 103/54414 = 0,7 Тл.

Коефіцієнт, що враховує збільшення магнітного зазору, внаслідок зубчастого будови статора (9.116)

КБ1 =.

Коефіцієнт, що враховує збільшення магнітного зазору, внаслідок зубчастого будови ротора (9.117)

КБ2 = 1 +.

Загальний коефіцієнт повітряного зазору (9.120)

кб = КБ1 - КБ2 = 1,187 - 1,027 = 1,219.

МДС для повітряного зазору (9.121)

Fб = 0,8бкбВб - 103 = 0,8 - 2 - 1,219 - 0,7 - 103 = 1365 А.

5.2 Зубці статора

Зубцеву поділ на 1/3 висоти зубця (9.122)

t1 (1/3) = ? (D1 + (2/3) hп1) / z1 = 3,14 (518,2+ (2/3) - 30,2) / 72 = 21,7 мм.

Ширина зубця (9.126)

bз1 (1/3) = t1 (1/3) -bп1 = 21,7-14,3 = 7,4 мм.

Розрахункова площа поперечного перерізу зубців статора (11.64)

Sз1 (1/3) = мм2.

Магнітна індукція в зубці статора (11.65)

§ 1. (1/3) = Ф - 106 / Sз1 (1/3) = 38,3 - 103 / (30,89 - 103) = 1,24 Тл.

Напруженість магнітного поля (додаток 9)

Нз1 = 14,01 А / см.

Середня довжина шляху магнітного потоку (9.124)

Lз1 = hп1 = 30,2 мм.

МДС для зубців (9.125)

Fз1 = 0,1Нз1Lз1 = 0,1 - 14,01 - 30,2 = 42 А.

5.3 Спинка статора

Розрахункова площа поперечного перерізу спинки статора (11.66)

Sc1 = hc1?c1kc = 40,7 - 300 - 0,9 = 11600 мм2.

Розрахункова магнітна індукція (11.67)

ВС1 = Ф - 106 / (2Sc1) = 38,3 - 103 / (2 - 11600) = 1,65 Тл.

Напруженість магнітного поля (додаток (12)

НС1 = 17,2 А / см.

Середня довжина шляху магнітного потоку (9.166)

Lс1 = ? (Dн1-hс1) / 4 р = 3,14 (660-40,7) / (4 - 3) = 162 мм.

МДС для спинки статора (11.68)

Fс1 = 0,1 - Нс1Lс1 = 0,1 - 17,2 - 162 = 279 А.

5.4 Зубці полюсного наконечника

Магнітна індукція в зубцях полюсного наконечника (11.69)

§ 2. = Тл.

Напруженість магнітного поля в зубцях полюсного наконечника.

Нз2 = 9,53 А / см.

Середня довжина шляху магнітного потоку в зубцях полюсного наконечника (11.70)

Lз2 = hш2 + dп2 = 3 + 6,1 = 9,1

МДС для зубців полюсного наконечника (11.71)

Fз2 = 0,1Hз2Lз2 = 0,1 - 9,53 - 9,1 = 9 А.

5.5 Полюси

Величина виступу полюсного наконечника (11.72)

b''п = 0,5 (b'н.п- bп) = 0,5 (185-98,4) = 43,3 мм.

Висота широких полюсних наконечників (11.83)

hн = (2hн.п + h'н.п) / 3 = (2 - 33 + 15) / 3 = 27 мм.

Відстань між бічними поверхнями суміжних полюсних наконечників (11.84)

ан.п = [? (D1-2б '' - h'н.п) / 2 р] - b'н.п = [3,14 (518,2-2 - 2,7-15) / (2 - 3)] - 185 = 75,5 мм.

Коефіцієнт магнітної провідності потоку розсіювання (11.85)

.

Довжина шляху магнітного потоку (11.87)

Lп = h'п + 0,5hн.п- Lз2 = 112 + 0,5 - 33 - 9,1 = 119,4 мм.

Коефіцієнт магнітної провідності потоку розсіювання по сердечникам полюсів (11.88)

.

Коефіцієнт магнітної провідності потоку розсіювання по торцях полюсів (11.89)

?п.в = 37bп / ?п = 37 - 98,4 / 310 = 11,74.

Коефіцієнт магнітної провідності потоку розсіювання полюсів (11.90)

?п = ?н.п + ?п.с + ?п.в = 57,39 + 79,4 + 11,74 = 148,53.

МДС для статора і повітряного зазору (11.91)

Fбзс = Fб + Fз1 + Fс1 = 1365 + 42 + 279 = 1686 А.

Магнітний потік розсіювання полюсів (11.92)

Ф? = 4?п?н.пFбзс - 10-11 = 4 - 148,53 - 1686 - 310 - 10-11 = 3,1 - 10-3Вб.

Коефіцієнт розсіювання магнітного потоку (11.93)

? = 1 + Ф? / Ф = 1 + 3,1 - 10-3 / 38,3 - 10-3 = 1,08.

Розрахункова площа поперечного перерізу сердечника полюса (11.94)

Sп = кс?пbп = 0,98 - 310 - 98,4 = 29,89 - 103 мм2.

Магнітний потік в осерді полюса (11.95)

Фп = Ф + Ф? = (38,3 + 3,1) 10-3 = 41,4 - 10-3Вб.

Магнітна індукція в осерді полюса (11.96)

Вп = Фп / (Sп - 10-6) = 41,4 - 10-3 / (29,89 - 103 - 10-6) = 1,39 Вб.

Напруженість магнітного поля в осерді полюса.

Нп = 20,3 А / см.

Довжина шляху магнітного потоку в полюсі (11.87)

Lп = h'п + 0,5hн.п- Lз2 = 112 + 0,5 - 33 - 9,1 = 119,4 мм.

МДС для полюса (11.104)

Fп = 0,1 - Lп - Нп = 0,1 - 119,4 - 20,3 = 242 А.

5.6 Спинка ротора

Розрахункова площа поперечного перерізу спинки ротора (11.105)

Sс2 = ?2h'с2кс = 310 - 112 - 0,98 = 34025,6 мм2.

Середнє значення індукції в спинці ротора (11.106)

Вc2 = ?Ф - 106 / (2Sс2) = 1,08 - 38,3 - 10-3 - 106 / (2 - 34025,6) = 0,61 Тл.

Напруженість магнітного поля в спинці ротора (додаток 21)

Нc2 = 4,97 А / см.

Середня довжина шляху магнітного потоку в спинці ротора (11.107)

Lс2 = [? (D2 + 2hc2) / (4p)] + 0,5h'с2 = [3,14 (140 + 2 - 42) / (4 - 3) + 0,5 - 112 = 115 мм.

МДС для спинки ротора (9.170)

Fc2 = 0.1 - Lc2 - Hc2 = 0,1 - 115 - 4,97 = 57 А.

5.7 Повітряний зазор в стику полюса

Зазор у стику (11.108)

БП2 = 2?п - 10-4 + 0,1 = 2 - 310 - 10-4 + 0,1 = 0,162 мм.

МДС для зазору в стику між сердечником полюса і полюсним наконечником (11.109)

Fп2 = 0,8бп2Вп - 103 = 0,8 - 0,162 - 1,39 - 103 = 180 А.

Сумарна МДС для полюса і спинки ротора (11.170)

Fпс = Fп + Fс2 + Fп2 + Fз2 = 242 + 57 + 180 + 9 = 488 А.

5.8 Загальні параметри магнітного ланцюга

Сумарна МДС магнітного ланцюга (11.111)

F? (1) = Fбзс + Fпс = 1686 + 488 = 2174 А.

Коефіцієнт насичення (11.112)

Кнас = F? / (Fб + Fп2) = 2174 / (1365 + 180) = 1,4.

6. Активне та індуктивний опір обмотки статора для сталого режиму

Активний опір обмотки фази (9.178)

r1 = Ом.

Активний опір у відносних одиницях (9.179)

r1 * = r1I1 / U1 = 0,01 - 360,8 - / 400 = 0,0216 в.о.

Перевірка правильності визначення r1 * (9.180)

r1 * = о.е.

Активний опір демпферної обмотки (9.178)

rд = Ом.

Розміри паза

bп1 = 14,3 мм; hш1 = 1 мм; hк1 = 3 мм; h2 = 1,9 мм; hп1 = 30,2 мм; h3 = h4 = 1 мм;

h1 = hп1- h4- h2- hк1- hш1 = 30,2-1-1,9-3-1 = 23,3 мм.

Коефіцієнти, що враховують укорочення кроку (9.181, 9.182)

к?1 = 0,4 + 0,6?1 = 0,4 + 0,6 - 0,833 = 0,9;

к'?1 = 0,2 + 0,8?1 = 0,2 + 0,8 - 0,833 = 0,87.

Коефіцієнт провідності розсіювання (9.187)

?п1 =

Коефіцієнт провідності диференціального розсіювання (11.118)

?д1 =.

Коефіцієнт провідності розсіювання лобових частин обмотки (9.191)

?л1 = 0,34.

Коефіцієнт зубцеву зони статора (11.120)

КВБ =.

Коефіцієнт, що враховує вплив відкриття пазів статора на магнітну проникність розсіювання між коронками зубців (§ 11.7)

кк = 0,04.

Коефіцієнт провідності розсіювання між коронками зубців (11.119)

.

Сумарний коефіцієнт магнітної провідності потоку розсіювання обмотки статора (11.121)

?1 = ?п1 + ?л1 + ?д1 + ?к = 0,9681 + 0,4956 + 1,12 + 0,175 = 2,7587.

Індуктивний опір обмотки статора (9.193)

х? = 1,58f1 - ?1w21 - ?1 / (pq1 - 108) = 1,58 - 50 - 300 - 322 - 2,7578 / (3 - 4 - 108) = 0,0558 Ом.

Індуктивний опір обмотки фази статора (9.194)

х? * = х1 - I1 / U1 = 0,0558 - 360,8 - / 400 = 0,09 в.о.

Перевірка правильності визначення х1 * (9.195)

х? * = о.е.

7. Розрахунок магнітного ланцюга при навантаженні

Будуємо часткові характеристики намагнічування Ф = f (Fбзс), Ф? = f (Fбзс), Фп = f (Fп2) (в.о.).

Будуємо векторні діаграми Блонделя за наступними вихідними даними: U1 = 1; I1 = 1; cos ? = 0,8; ? = 36,87 (відсталий); x = 0,069

Малюнок 5 - Діаграма Блонделя

ЕРС, индуктированная магнітним потоком повітряного зазору

Eб = 1,022 в.о.

МДС для повітряного зазору

Fб = 0,91 в.о.

МДС для магнітного ланцюга повітряного зазору і статора

Fбзс = 1,043 в.о.

Попередній коефіцієнт насичення магнітного ланцюга статора

к'нас = Fбзс / Fб = 1,043 / 0,91 = 1,15.

Поправочні коефіцієнти, що враховують насичення магнітного ланцюга

хD = 0,95;

хq = 0,75;

кqd = 0,0029.

Коефіцієнти реакції якоря

каd = 0,86;

каq = 0,4.

Коефіцієнт форми поля реакції якоря

КФА = 1.

Амплітуда МДС обмотки статора (11.125)

Fa = 0,45m1w1 - коб1 - I1кфа / р = 0,45 - 3 - 32 - 0,93 - 360,8 - 1/3 = 4832 А.

Амплітуда МДС обмотки статора у відносних одиницях (11.127)

Fф * = о.е.

Поперечна складова МДС реакції якоря, з урахуванням насичення, віднесена до обмотки збудження (11.128)

Faq / cos? = хqkaqFa * = 0,75 - 0,4 - 2,22 = 0,67 в.о.

ЕРС обмотки статора, обумовлена дією МДС

Eaq / cos? = 0,77 в.о.

Напрямок вектора ЕРС Ебd, яке визначається побудовою вектора Еaq / cos?

? = 60,36?;

cos? = 0,495;

sin? = 0,869.

Поздовжня МДС реакції якоря з урахуванням впливу поперечного поля (11.130)

F'ad = xdkadFa * sin? + kqdFa * cos?? / ? =

= 0,95 - 0,86 - 2,22 - 0,869 + 0,0029 - 2,22 - 0,495 - 271,2 / 2 = 2 в.о.

Поздовжня складова ЕРС

Eбd * = Фбd = 0,95 в.о.

МДС по поздовжній осі

Fбd * = 0,95 в.о.

Результуюча МДС по поздовжній осі (11.131)

Fба * = Fбd * + F'ad * = 0,95 + 2 = 2,93 в.о.

Магнітний потік розсіювання

Ф? * = 0,24 в.о.

Результуючий магнітний потік (11.132)

Фп * = Фбd * + Ф? * = 0,95 + 0,24 = 1,19 в.о.

МДС, необхідна для створення магнітного потоку

Fп.с = 0,29 в.о.

МДС обмотки збудження при навантаженні (11.133)

Fп.н * = Fбф * + Fпс * = 2,93 + 0,29 = 3,22 в.о.

МДС обмотки збудження при навантаженні (11.134)

Fп.н = Fп.н * F? (1) = 3,22 - 2174 = 7000 А.

8. Обмотка збудження

Напруга додаткової обмотки (1.135)

Ud = U1wd / w1 = 400 - 6/32 = 75 В.

Попередня середня довжина витка обмотки збудження (11.136)

?'ср.п = 2,5 (?п + bп) = 2,5 (310 + 98,4) = 1021 мм.

Попередня площа поперечного перерізу провідника обмотки збудження (11.173)

S '= мм2.

Попередня кількість витків однієї полюсною котушки (11.138)

w'п =.

Відстань між котушками суміжних полюсів (11.139)

ак = мм.

По таблиці 10-14 приймаємо ізольований мідний дріт марки ПСД (клас ізоляції F) прямокутного перерізу з двосторонньою товщиною ізоляції 0,27х0,48 мм, котушка багатошарова.

Розміри провідника без ізоляції:

а х b = 1,35 х 12,5.

Розміри провідника з ізоляцією

а 'х b' = 1,62 х 12,98.

Площа поперечного перерізу провідника (додаток 2)

S = 16,5 мм2.

Попереднє найбільшу кількість витків в одному шарі

Nв '= (hп-hпр) / (1,05b') = (112-2 - 5) / (1,05 - 12,98) = 7,5.

Попередня кількість шарів обмотки по ширині полюсною котушки

Nш '= w'п / Nв' = 114 / 7,5 = 15,2

Вибираємо Nш = 16 шарів обмотки по ширині полюсною котушки

6 шарів по 8 витків

5 шарів по 7 витків

5 шару по 6 витків

Уточнене найбільшу кількість витків в одному шарі (рис 11.22)

Nв = 8

Уточнене кількість витків однієї полюсною котушки (рис. 11.22)

wп = 113

Розмір полюсною котушки по ширині

bк.п = 1,05Nша '= 1,05 - 16 - 1,62 = 27,2 мм

Розмір полюсною котушки по висоті (11.150)

hк.п = 1,05Nвb '= 1,05 - 8 - 12,98 = 109 мм

Середня довжина витка котушки (11.144)

?ср.п = 2 (?п + bп) + ? (bк + 2 (bз + bі).) = 2 (310 + 98,4) + 3,14 (27,2 + 7) = 924 мм

Струм збудження при номінальному навантаженні (11.153)

Iп.н = Fп.н / wп = 7000/113 = 61,4 А.

Кількість паралельних гілок в ланцюзі обмотки збудження (§ 11.9)

ап = 1.

Уточнена щільність струму в обмотці збудження (11.154)

Jп = Iп.н / (апS) = 61,4 / (1 - 16,5) = 3,72 А / мм2.

Загальна довжина всіх витків обмотки збудження (11.155)

Lп = 2рwп?ср.п - 10-3 = 2 - 3 - 113 - 924 - 10-3 = 632 м.

Масам міді обмотки збудження (11.156)

mм.п = ?м - 8,9LпS - 10-3 = 8,9 - 632 - 16,5 - 10-3 = 92,8 кг.

Опір обмотки збудження при температурі 20? С (11.157)

rп = Lп / ?м20апS = 632 / (57 - 1 - 16,5) = 0,672 Ом.

Максимальний струм збудження (11.158)

Iпmax = Uп / rпmт = (75-2) / (0,672 - 1,38) = 78,72 А.

Коефіцієнт запасу збудження (11.159)

Iпmax / Iп.н = 1,28.

Номінальна потужність збудження (11.160)

Рп = (75-2) - 78,72 = 5747 Вт

Малюнок 6 - Ескіз полюса ротора

9. Параметри обмоток і постійні часу. Опору обмоток статора при сталому режимі

9.1 Опору обмоток статора при сталому режимі

Коефіцієнт поздовжньої реакції якоря (таблиця 11.4)

= 0,86

Коефіцієнт насичення при Е = 0,5

Кнас (0,5) =.

МДС для повітряного зазору

Fб (1) = 1365 А.

Індуктивний опір поздовжньої реакції якоря (11.162)

хad * = о.е.

Коефіцієнт поперечного реакції якоря (таблиця 11.4)

кaq = 0,4.

Індуктивний опір поперечної реакції якоря (11.163)

хaq * = о.е.

Синхронне індуктивний опір по поздовжній осі (11.164)

хD * = хad * + х? * = 2,46 + 0,0558 = 2,516 в.о.

Синхронне індуктивний опір по поперечної осі (11.165)

хq * = хaq * + х? * = 1,27 + 0,0558 = 1,326 в.о.

9.2 Опір обмотки збудження

Активний опір обмотки збудження, наведене до обмотки статора (11.166)

в.о.

Коефіцієнт магнітної провідності потоків розсіювання обмотки збудження (11.167)

?п? = ?н.п + 0,65?пс + 0,38?п.в = 57,39 + 0,65 - 79,4 + 0,38 - 11,74 = 113,5.

Індуктивний опір обмотки збудження (11.168)

хп * = 1,27кadхad * (1 + о.е.

Індуктивний опір розсіювання обмотки збудження (11.169)

хп? * = хп * - хad * = 2,85-2,46 = 0,39 в.о.

9.3 Опору пусковий обмотки

Відносне зубцеву поділ демпферної обмотки (11.170)

t2 * = ?t2 / ? = 3,14 - 19,3 / 271,2 = 0,223 в.о.

Коефіцієнт розподілу демпферної обмотки (11.171)

КР2 =.

Коефіцієнт магнітної провідності потоку розсіювання по зубцях полюсного наконечника (11.172)

?дз = t2 / (gdб) = 22,6 / (16,5 - 2) = 0,585.

Коефіцієнт магнітної провідності пазової розсіювання полюсів (11.173)

?dп = (0,785-.

Коефіцієнти (малюнок 11.23)

Сd = 1;

Cq = 3,25.

Коефіцієнт магнітної провідності розсіювання лобових частин демпферної обмотки по поздовжній осі (11.174)

?длd = 0.019?Cd / N2 = 0,019 - 271,2 - 1/10 = 0,515.

Коефіцієнт магнітної провідності розсіювання лобових частин демпферної обмотки по поперечної осі (11.175)

?длq = 0., 019?Cq / N2 = 0,019 - 271,2 - 3,25 / 10 = 1,675.

Коефіцієнт магнітної провідності розсіювання демпферної обмотки по поздовжній осі (11.176)

?дd =.

Коефіцієнт магнітної провідності розсіювання демпферної обмотки по поперечної осі (11.177)

?дq =.

Індуктивної опір повної демпферної обмотки по поздовжній осі (11.178)

хдd * = о.е.

Індуктивної опір повної демпферної обмотки по поперечної осі (11.179)

хдq * = о.е.

Активний опір стрижнів демпферної обмотки по поздовжній осі (11.181)

rcd * = о.е .;

де ?0 = 4? - 10-7Гн / м - магнітна проникність повітря.

Активний опір стрижнів демпферної обмотки по поперечної осі (11.182)

rcq * = 0,75rcd * = 0,1 в.о.

Активний опір короткозамикающего кілець демпферної обмотки по поздовжній осі (11.183)

rkd * = о.е.

Активний опір короткозамикающего кілець демпферної обмотки по поперечної осі (11.184)

rkq * = 1,5rkd * = 0,068 в.о.

Активний опір повної демпферної обмотки по поздовжній осі (11.185)

rдd * = rcd * + rkd * = 0,133 + 0,068 = 0,178 в.о.

Активний опір повної демпферної обмотки по поперечної осі (11.186)

rдq * = rcq * + rkq * = 0,1 + 0,068 = 0,168 в.о.

9.4 Перехідні та надперехідного опору обмотки статора

Перехідний індуктивний опір обмотки статора по поздовжній осі (11.188)

x'd * = x? * + о.е.

Перехідний індуктивний опір обмотки статора по поперечної осі (11.189)

х'q * = xq * = 1,326 в.о.

Надперехідного індуктивний опір обмотки статора по поздовжній осі (11.190)

x''d * = x? * = о.е.

Надперехідного індуктивний опір обмотки статора по поперечної осі (11.191)

x''q * = x? * + о.е.

9.5 Опору для струмів зворотної та нульової послідовності

Індуктивний опір обмотки статора для струмів зворотної послідовності при роботі машини на мале зовнішній опір (11.194)

х2 * = о.е.

Індуктивний опір обмотки статора для струмів зворотної послідовності при великому зовнішньому індуктивному опорі (11.195)

х2 * = 0,5 (х "d * + х" q *) = 0,5 (0,141 + 0,122) = 0,132 в.о.

Індуктивний опір двошарової обмотки статора для струмів нульової послідовності (11.196)

Активний опір обмотки фази статора для струму нульової послідовності при робочій температурі (11.197)

r0 * = r1 * (20) - mт = 0,0216 - 1,38 = 0,03 в.о.

9.6 Постійні часу обмоток

Обмотка збудження при розімкнутих обмотках статора і демпферної (11.198)

Тd0 = xa * / w1rп * = 2,85 / (2 - ? - 50 - 0,005) = 1,82 с.

Обмотка збудження при замкнутих обмотках статора і демпферної (11.199)

Т'd = Td0x'd * / xd * = 1,82 - 0,427 / 2,516 = 0,31 с.

Демпферна обмотка при розімкнутих обмотках статора і збудження по поздовжній осі (11.200)

Tдd0 = с.

Демпферна обмотка при розімкнутих обмотках статора і збудження по поперечної осі (11.201)

Tдq0 = с.

Демпферна обмотка по поздовжній осі при розімкнутої обмотці збудження (11.202)

T''d0 = с.

Демпферна обмотка по поздовжній осі при короткозамкнутих обмотці збудження і статора (11.203)

T "d = T" d0x''d * / x'd * = 0.007 - 0.141 / 0.427 = 0.002 с.

Демпферна обмотка по поперечної осі при короткозамкненою обмотці статора (11.204)

T "q = Tдq0x" q * / xq * = 0.025 - 0.122 / 1.326 = 0.0023 с.

Обмотка статора при короткозамкнутих обмотках ротора (11.205)

Ta = x2 * / w1r1 * = 0.131 / (2 - 3.14 - 50 - 0.0138) = 0.03 с.

10. Втрати і ККД

Зубцеву поділ статора в максимальному перерізі зубця (9.128)

t1max = ? (D1 + 2hп) / z1 = ? (518.2 + 2 - 30.2) /72=25.2 мм.

Розрахункова маса стали зубців статора (9.260)

mз1 = 7,8z1bз1срhn1?1kc - 10-6 = 7.8 - 72 - 13,4 - 30,2 - 330 - 0.95 - 10-6 = 64,8 кг.

Магнітні втрати в зубцях статора (9.251)

Pз1 = 3В2з1срmз1 = 3 - 1,242 - 64,8 = 299 Вт

Маса стали спинки статора (9.261)

mc1 = 7.8? (Dн1-hc1) hc1?1kc - 10-6 = 7.8 - 3.14 (660-40,7) 40,7 - 300 - 0.95 - 10-6 = 176 кг.

Магнітні втрати у спинці статора (9.254)

РС1 = 3В2с1mc1 = 3 - 1.652 - 176 = 1552 Вт

Амплітуда коливань індукції (11.206)

В0 = ?0кбВб = 0,33 - 1,219 - 0,7 = 0,28 Тл.

Середнє значення питомих поверхневих втрат (11.207)

рпов = до0 (z1n1 - 10-4) 1.5 (0.1В0t1) 2 = 6 (72 - 1000 - 10-4) 1.5 (0.1 - 0.28 - 22,6) 2 = 46,4 Вт / м2.

Поверхневі втрати машини (11.208)

Рпов = 2р???прповкп - 10-6 = 2 - 3 - 271,2 - 0,7 - 310 - 46,4 - 0,6 - 10-6 = 9,83 Вт

Сумарні магнітні втрати (11.213)

Рс? = РС1 + Рз1 + Рпов = 1437 + 299 + 9,83 = 1746 Вт

Втрати в обмотці статора (11.209)

РМ1 = m1I21r1mт + m1 (I'пн /) 2rdmт =

= 3 - 360,82 - 0,0138 - 1,38 + 3 (61,4 /) 20,0039 - 1,38 = 7458 Вт

Втрати на збудження синхронної машини при харчуванні від додаткової обмотки статора (11.214)

Рп = I2пнrп + 2Iпн = 61,42 - 0,733 + 2 - 61,4 = 3936 Вт

Додаткові втрати в обмотці статора і стали муздрамтеатру при навантаженні (11.216)

РДОБ = 0,005Рн = 0,005 - 200000 = 1000 Вт

Втрати на тертя в підшипниках і на вентиляцію (11.210)

Р'мх = Рт.п + завзяттям = 8 () 2 () 3 = 8 () 2 () 3 = 1113 Вт

Втрати на тертя щіток про контактні кільця (11.212)

Рт.щ = 2,6IпнD1n1 - 10-6 = 2.6 - 61,4 - 518,2 - 1000 - 10-6 = 83 Вт

Механічні втрати (11.217)

Рмх = Р'мх + Ртщ = 1113 + 83 = 1196 Вт

Сумарні втрати (11.218)

Р? = Рс? + РМ1 + РДОБ + Рп + Рмх =

= 1746 + 7458 + 1000 + 3936 + 1196 = 15336 Вт

ККД при номінальному навантаженні (11.219)

? = 1-Р? / (Р2н + Р?) = [1-15336 / (200000 + 15336)] - 100 = 92,9%.

11. Характеристики машин

11.1 Зміна напруги генератора

<30%

11.2 Ставлення короткого замикання

Значення ОКЗ (11.227)

ОКЗ = Е'0 * / хD * = 1.18 / 2.516 = 0.47 в.о.

Кратність усталеного струму к.з. (11.228)

Ik / I1н = ОКЗ - Iпн * = 0,47 - 3,22 = 1,51 в.о.

Найбільше миттєве значення струму (11.229)

Iуд = 1,89 / х''d * = 1.89 / 0.141 = 13,4 в.о.

Статична перегружаемость (11.223)

S = E'00 * kp / xdcos?н = 3,8 - 1,02 / 2,516 - 0,8 = 1,93 о.е., де

E'00 * = E'0 * Iпн * = 1,18 - 3,22 = 3,8 о.е.,

11.3 Кутові характеристики

Визначаємо ЕРС (рис. 11.15 а)

Е'0 * = 3,8 в.о.

Визначаємо рівняння (11.221)

Р * = (Е'0 * / хD *) sin? + 0.5 (1 / хq * -1 / xd *) sin2? =

= 3.8 / 2.516 - sin? + 0.5 (1 / 1.326-1 / 2.516) sin2? = 1.51sin? + 0.18sin2?.

12. Тепловий і вентиляційний розрахунки

12.1 Тепловий розрахунок

Втрати в основної та додаткової обмотках статора (11.247)

Р'м1 = m1m '[I'2r1 + (Iпн /) rd] =

= 3 ? 1,48 [360,82 - 0,0138 + (61,4 /) 2 - 0,0039) = 7998 Вт;

де m'т = 1,48 - коефіцієнт для класу ізоляції В (§ 5.1).

Втрати на збудження синхронної машини при харчуванні від додаткової обмотки статора

PП = Iпн2 ? RП + 2 Iпн = 61,42 ? 0,733 + 2 - 61,4 = 4213 Вт

Умовна внутрішня поверхня охолодження активної частини статора (9.379)

Sn1 = ?D1?1 = ? ? 518,2 ? 300 = 4,88 - 105 мм2.

Умовний периметр поперечного перерізу (9.381)

П1 = 2 (hn1 + bп1) = 2 (30,2 + 14,3) = 89 мм.

Умовна поверхню охолодження пазів (9.382)

Sі.п1 = z1П1?1 = 72 ? 89 ? 300 = 19,22 - 105 мм2.

Умовна поверхню охолодження лобових частин обмотки (9.383)

Sл1 = 4?D1?1 = 4 ? ? ? 518,2 ? 135,8 = 8,84 - 105 мм2.

Умовна поверхню охолодження двигунів з охолоджуючими ребрами на станині (9.384)

Sмаш = ?Dн1 (?1 + 2?В1) = ? ? 660 (300 + 2 ? 135,8) = 11,85 - 105 мм2.

Питомий тепловий потік від втрат в активній частині обмотки і від втрат в сталі, віднесених до внутрішньої поверхні охолодження активної частини статора (9.386)

рп1 = Вт / мм2,

де к = 0,76 - коефіцієнт (таблиця 9.25).

Питомий тепловий потік від втрат в активній частині обмотки і від втрат в сталі, віднесених до поверхні охолодження пазів (9.387)

рі.п1 = Вт

Питомий тепловий потік від втрат в активній частині обмотки і від втрат в сталі, віднесених до поверхні охолодження лобових частин обмотки (9.388)

Рл1 = Вт

Окружна швидкість ротора (9.389)

v2 = м / с.

Перевищення температури внутрішньої поверхні активної частини статора над температурою повітря всередині машини (9.390)

?tп1 = 46,5 ° С,

де ?1 = 17,5 ?10-5 Вт / мм2 ? град - коефіцієнт тепловіддачі поверхні статора.

Одностороння товщина ізоляції в пазу статора (§ 9.13)

bі1 = (bп1-Nшb) / 2 = (14,3-1 - 2,8) / 2 = 4,35 мм.

Перепад температури в ізоляції паза і котушок з круглих дротів (9.392)

?tі.п1 = ° С.

Перевищення температури зовнішньої поверхні лобових частин обмотки над температурою повітря всередині двигуна (9.393)

?tл1 = Рл1 / ?1 = 5,12 - 10-3 / 17,5 ?10-5 = 29 ° С.

Перепад температури в ізоляції лобових частин котушок з круглих дротів (9.395)

?tі.л1 = Рл1 = 5,12 - 10-338,4 ° С.

Середнє перевищення температури обмотки над температурою повітря всередині двигуна (9.396)

?t'1 = (?tп1 + ?tі.п1) + (?tл1 + ?tі.п1) = (46,5 + 49,2) + (29 + 38,4) ° С.

Втрати в двигуні, передані повітрю всередині машини (9.397)

Р'? = к (Р'м1 + Рс?) + Р'м1 + Р'м2 + Рмх? + Рд = 0,76 (7998Вт.

Середнє перевищення температури повітря всередині двигуна над температурою зовнішнього повітря (9.399)

?tв = ° С.

Середнє перевищення температури обмотки над температурою зовнішнього повітря (9.400)

?t1 = ?t'1 + ?tв = 79,7 + 10,4 = 90,1 ° С.

12.2 Обмотка збудження

Умовна поверхню охолодження багатошарових котушок з ізольованих проводів (11.249)

Sп2 = 2р?ср.пhк = 2 - 2 - 924 - 130 = 72,1 - 104 мм2.

Питомий тепловий потік від втрат в обмотці, віднесених до поверхні охолодження обмотки (11.250)

рп = КРП / Sп2 = 0,9 - 4213 / 72,1 - 104 = 52,6 - 10-4Вт / мм2.

Коефіцієнт тепловіддачі котушки (§ 11.13)

?Т = (3 + 0,42 - 26,9) - 10-5 = 14,3 - 10-5Вт / (мм2?С).

Перевищення температури зовнішньої поверхні охолодження обмотки (11.251)

?tпл = рп / ?Т = 52,6 - 10-4 / (14,3 - 10-5) = 36,8 ?С.

Перепад температури в зовнішній і внутрішній ізоляції багатошарових котушок з ізольованих проводів

?tіп = рп = 52,6 - 10-4 = 13,2 ?С.

Середнє перевищення температури обмотки над температурою повітря всередині машини (11.253)

?tB2 = ?t'n + ?tіп = 60 ?С.

Середнє перевищення температури обмотки над температурою охолоджуючого повітря (11.254)

?tп = ?t'п + ?tв = 60 + 10,4 = 70,4? С.

12.3 Вентиляційний розрахунок

Необхідний витрата повітря (5.28)

Vв = м3 / с.

Витрата повітря (5.44)

V'в = к1 (Dн2 / 100) 2 ?10-2 = 3,5 (514,2 / 100) 2 ?10-2 = 0,93 м3 / с;

де к1 = 3,5- коефіцієнт, що залежить від частоти обертання.

Напір повітря (5.41)

Н = 7,85 (n1 / 1000) 2 (Dн2 / 100) 2 = 7,85 (1000/1000) 2 (514,2 / 100) 2 = 208 Па.

13. Маса і динамічний момент інерції

13.1 Маса

Маса стали сердечника статора (11.255)

mс1? = mз1 + mс1 = 64,8 + 176 = 240,8 кг.

Маса стали полюсів (11.256)

mсп = 7,8 - 10-6кс?п (bпh'п + ккbнпhнп) 2 р = 7,8 - 10-6 - 0,98 - 310 (98,4 - 112 + 0,8 - 185 - 33) - 6 = 37,7 кг.

Маса стали сердечника ротора (11.257)

mс2 = 6,12кс10-6?1 [(2,05hс2 + D2) 2-D2] = 6,12 - 0,98 - 10-6 - 300 [(2,05 - 42 + 140) 2-140] = 56, 7 кг.

Сумарна маса активної сталі статора і ротора (11.258)

mс? = mсз? + mсп + mс2 = 240,8 + 37,7 + 56,7 = 335,2 кг.

Маса міді обмотки статора (11.259)

mм1 = 8,9 - 10-6m1 (a1w1?ср1S0 + adwd?срдSефд) = 8,9 - 10-6 - 3 (3 - 32 - 1382,4 - 4,677 + 2 - 6 - 1382,4 - 4,677) = 18,6 кг .

Маса міді демпферної обмотки (11.260)

mмд = 8,9 - 10-62 р (N'2S?'ст + b'нпSс + 0,6SсСп) = 8,9 - 10-6 - 6 (10 - 26,26 - 355 + 185 - 52,27 + 0,6 - 52,27 - 2) = 5,5 кг.

Сумарна маса міді (11.261)

mм? = mм1 + mмп + mмд = 18,6 + 92,8 + 5,5 = 116,9 кг.

Сумарна маса ізоляції (11.262)

m і = (3,8D1.5н1 + 0,2Dн1?1) 10-4 = (3,8 - 6601,5 + 0,2 - 660 - 300) - 10-4 = 10,4 кг.

Маса конструкційних матеріалів (11.264)

mк = АDн1 + В = 0,32 - 660 + 400 = 611,2 кг.

Маса машини (11.265)

mмаш = mс? + mм? + m і + mк = 335,2 + 116,9 + 10,4 + 611,2 = 1073,7 кг.

13.2 Динамічний момент інерції ротора

Радіус інерції полюсів з котушками (11.266)

Rп.ср = 0,5 [(0,5D21 + (0.85 ? 0.96) (0.5D2 + hc2) 2] - 106 = 0.5 [(0.5 - 518,22 + 0.85 (0.5 - 140 + 42) 2] - 10- 6 = 0.072 м.

Динамічний момент інерції полюсів з котушками (11.267)

Jп = (mсп + mмп + mмd) 4R2п.ср = (37,7 + 83 + 5,5) 4 - 0,0722 = 2,6 кг / м2.

Динамічний момент інерції сердечника ротора (11.268)

Jс2 = 0,5mс2 - 10-6 [(0,5D2 + hс2) 2- (0,5D2) 2] = 0,5 - 56,7 - 10-6 [(0,5 - 140 + 42) 2- (0,5 - 140) 2] = 0,22 кг / м2.

Маса валу (11.269)

mв = 15 - 10-6?1D22 = 15 - 10-6 - 300 - 1402 = 88,2 кг.

Динамічний момент інерції валу (11.270)

Jв = 0,5mв (0,5D2) 210-6 = 0,5 - 88,2 (0,5 - 140) 2 - 10-6 = 0.22 кг / м2.

Сумарний динамічний момент інерції ротора (11.271)

Jі.д = Jn + Jc2 + Jв = 2,6 + 0,22 + 0,22 = 3,04 кг / м2.

Список літератури

1. Антонов М.В. Технологія виробництва електричних машин. - М .: Вища школа, 1993. -590 с.

2. Анурьев В.І. Довідник конструктора-машинобудівника. - М .; Машинобудування. 1978

3. Гольдберг О.Д. Проектування електричних машин - М .: Вища школа, 2001

4. Копилов І.П. Проектування електричних машин - М .: Вища школа, 2002

5. Електротехнічний довідник - Под ред. Орлова І.М. - М .; Вища 1986

6. Проектування синхронних машин середньої потужності: Методичні вказівки до виконання курсового проекту з дисципліни «Інженерне проектування та САПР електромагнітних пристроїв і електромеханічних перетворювачів» / Уфимський. держ. авиац. техн. ун-т; Упоряд. Н.Л. Бабікова. - Уфа, 2008. - 38 с.

7. Введення в конструювання електромеханічних перетворювачів енергії: навч. посібник / Ісмагілов Ф.Р., Афанасьєв Ю.В., Стискін А.В. - М .: Изд-во МАІ, 2006. - 130 с.
Контроль виконання бюджету
Введення Розробка регулярних виробничих і фінансових планів (бюджетів) є найважливішою складовою планово-аналітичної роботи компаній усіх без винятку галузей економіки. Бюджетування сприяє зменшенню нераціонального використання коштів підприємства завдяки своєчасному плануванню господарських

Інфляція і конкуренція
Міністерство сільського господарства Російської Федерації Кафедра економіки Контрольна робота з економічної теорії Зміст 1. Соціально-економічні наслідки інфляції 2. Економічна конкуренція Завдання №1. Медсестра витрачає на пошук потрібних їй продуктів харчування - якісних і дешевих - 30 год

Економічна діяльність ТОВ "Добриня продукти"
Міністерство освіти і науки України Донецький національний університет економіки і торгівлі імені Михайла Туган-Барановского Кафедра економіки підприємства ресурсний трудовий фінансовий фонд Звіт Про виробничу економіко-ознайомчу практику в ТОВ "Добриня продукти" Донецьк - 2009р.

Вибіркове спостереження
МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ УКРАЇНИ КИЇВСЬКИЙ НАЦІОНАЛЬНИЙ УНІВЕРСИТЕТ ТЕХНОЛОГІЙ ТА ДИЗАЙНУ Інститут післядипломної освіти КОНТРОЛЬНА РОБОТА З курсу «Статистика» студента _Михайленко С.В. 1 курсу ЗФ 1-09 групи Інституту післядипломної освіти Перевірив Тарасенко И.О. Київ 2010р. ВАРІАНТ

Секрети довголіття
РЕФЕРАТ НА ТЕМУ: «СЕКРЕТИ ДОВГОЛІТТЯ» ВСТУПНА ЧАСТИНА У молодості та зрілості людина зазвичай не замислюється про своє здоров'я, наївно вважаючи, що і через роки він буде таким же бадьорим і витривалим. Лише розмінявши шостий десяток, він починає розуміти, що можливості у нього вже не ті, що

Організація медичного огляду при проведенні військово-лікарської експертизи в органах внутрішніх справ
Організація медичного огляду при проведенні військово-лікарської експертизи в органах внутрішніх справ Сучасна економічна і соціально-політична ситуація в країні пред'являє високі фізичні і моральні вимоги до громадян, що надходять до органів внутрішніх справ. Колеги, ми повинні пам'ятати,

Герниопластика по Ліхтенштейну
Міністерство охорони здоров'я України Запорізький Державний Медичний Університет Кафедра оперативної хірургії і топографічної анатомії Реферат на тему: Герниопластика по Ліхтенштейну Виконав: студент 2 курсу 2 групи медичного факультету Калашник Кирило Вадимович Перевірив: Любомирская Вікторія

© 2014-2022  8ref.com - українські реферати