8 Определение параметров обмотки статора для установившегося режима работы
8.1. Средняя длина витка обмотки статора:
8.2. Длина лобовой части обмотки статора:
8.3. Активное сопротивление обмотки статора при 20 ºС:
При θ = 75 ºС:
8.4. Активное сопротивление обмотки статора в относительных единицах:
8.5. Коэффициент магнитной проводимости пазового рассеяния:
Здесь:
bп1 = 0,019 м;
λ′к = 0,13 при
8.6. Коэффициент магнитной проводимости лобового рассеяния:
8.7. Коэффициент магнитной проводимости дифференциального рассеяния:
8.8. Индуктивное сопротивление рассеяния:
8.9. Индуктивное сопротивление рассеяния в относительных единицах:
8.10. Индуктивное сопротивление продольной реакции якоря в относительных единицах:
где:
δ / τ = 0,005 / 0,518 = 0,01;
kad = 0,86; α = 0,68;
kμ0 = Fв0 / Fδ = 2816,4 / 2460,8 = 1,144.
8.11. Индуктивное сопротивление поперечной реакции якоря в относительных единицах:
где kaq = 0,39.
8.12. Синхронное индуктивное сопротивление по продольной оси в относительных единицах:
8.13. Синхронное индуктивное сопротивление по поперечной оси в относительных единицах:
9 Расчет мдс обмотки возбуждения при нагрузке. Векторная диаграмма
9.1. По данным таблицы
7.1 строим частичные характеристики
намагничивания и зависимость
.
Из векторной диаграммы
при Uнф*, Iнф*, cosφн
определяем
= 1,08.
Из рисунка 10.28 [2] при
= 1,08 находим
Из рисунка 10.25 [2] определяем: χd = 0,96, χq, = 0,85 и k = 0,0014.
9.2. Находим МДС:
Faq* / cosψ = χq* · kaq · Faн* = 0,85 · 0,39 · 1,849 = 0,613;
Faн* = Faн / Fво = 10899,4 / 5896,2 = 1,849.
По найденной МДС из
характеристики
определяем ЭДС
,
отложив которую на векторной диаграмме,
получим направление, а затем и модуль
Еrd* = Фrd* = 1,018.
Находим ψн = 59°; cos ψн = cos 59° = 0,515; sin ψн = sin 59° = 0,857.
Из характеристики по Еrd* находим Frd* = 0,9.
9.3. МДС продольной реакции якоря:
По
сумме
из
характеристики
определяем
.
Поток полюса
Из характеристики
по потоку
определяем
.
9.4. МДС обмотки возбуждения в относительных единицах при номинальной нагрузке:
9.5. МДС обмотки возбуждения при номинальной нагрузке:
Из характеристики
по Fвн* определяем ЭДС Еон*
= 1,3. Номинальное изменение напряжения
ΔUн* = Eoн* – 1 = 1,3 – 1 = 0,3.
10 Расчёт обмотки возбуждения
Выбираем однорядную обмотку с лобовой частью в виде полуокружности. Изоляция класса нагревостойкости В.
10.1. Средняя длина витка обмотки возбуждения:
где δ1 = 0,0015 м; be ≈ 0,075τ = 0,075 · 0,518 ≈ 0,036 м; r = be = 0,036 м.
Для питания обмотки возбуждения выбираем тиристорное возбудительное устройство ТВУ-65-320 (Uне = 65 В; Iна = 320 А). Напряжение на кольцах с учетом переходного падения напряжения в щеточном контакте принимаем Uе = 63 В.
10.2. Сечение проводников обмотки возбуждения (предварительно):
где
10.3. Ток возбуждения:
где Je = 5 ∙ 106 А/м2 для однорядных обмоток крупных машин.
10.4. Число витков обмотки возбуждения:
принимаем we = 22.
10.5. Меньший размер прямоугольного проводника обмотки:
где δкп = 0,015 м; δп = 0,0003 м.
Возможный размер широкой стороны провода:
По таблице П3.2 [2] выбираем ближайший подходящий прямоугольный проводник с размерами ae × be = 7 × 22 мм, сечением qe = 153,44 мм2.
10.6. Расстояние между катушками соседних полюсов:
10.7. Уточняем плотность тока в обмотке возбуждения:
10.8. Превышение температуры обмотки возбуждения:
где:
10.9. Уточненное значение высоты полюса:
Так как расхождение с ранее выбранной высотой hm = 0,174 м составляет допустимые 4,9 %, то пересчёт магнитного напряжения полюса не производим.
10.10. Активное сопротивление обмотки возбуждения:
10.11. Напряжение на кольцах обмотки возбуждения при номинальной нагрузке и 130 °С:
10.12. Коэффициент запаса возбуждения:
Коэффициент запаса возбуждения лежит в допустимом интервале (1,1..1,2), превышение температуры обмотки возбуждения меньше 90 °С. Перерасчет не требуется.