- •7.092201, 8.092201 - Электротехнические
- •7.092203, 8.092203 - Электромеханические
- •Содержание
- •1. Общие вопросы проектирования
- •Технико-экономические требования
- •Материалы, применяемые при изготовлении электрической машины
- •Магнитные материалы
- •Электроизоляционные материалы
- •Проводниковые материалы и обмоточные провода
- •1.3. Электромагнитные нагрузки
- •1.3.1. Магнитная индукция
- •1.3.2. Линейная нагрузка
- •1.3.3. Плотность тока
- •Связь удельных нагрузок с главными размерами
- •1.4. Параметры проектируемого синхронного генератора
- •1.4.1. Коэффициент мощности или сosφ
- •1.4.2. Отношение короткого замыкания (окз)
- •1.4.3. Коэффициент полезного действия
- •1.4.4. Переходные и сверхпереходные сопротивления
- •1.5. Проектирование судовых синхронных генераторов
- •1.5.1 Особенности судовых синхронных генераторов
- •1.5.2. Задание на проектирование
- •I раздел (этап)
- •II раздел (этап)
- •2.Электромагнитные расчеты синхронного генератора
- •2.1.Выбор основных размеров
- •2.2.Зубцовая зона статора.
- •2.3.Выбор воздушного зазора и размеров полюса ротора
- •2.4. Конструктивные элементы и образование обмотки
- •Элементы и расчет магнитной цепи синхронного генератора
- •Расчет мдс отдельных участков магнитной цепи (на один полюс)
- •Построение характеристики холостого хода
- •3.Расчет режимов синхронного генератора
- •3.1. Параметры синхронных машин
- •3.2. Синхронные реактивные сопротивления машины переменного тока
- •3.3 Переходные реактивные сопротивления машин переменного тока
- •3.4 Представление параметров синхронного генератора в относительных единицах
- •3.5 Векторная диаграмма явнополюсной синхронной машины
- •3.6. Расчет для построения векторной диаграммы синхронного генератора
- •3.7. Схема замещения синхронного генератора
- •3.8. Влияние параметров на величину переходных токов
- •3.9. Влияние параметров на величину вращающих моментов синхронной машины
- •3.10 Влияние параметров на перенапряжения
- •4. Расчет параметров синхронного генератора в установившемся и переходных режимах
- •4.1. Определение параметров генератора по исходным данным
- •4.2. Расчетные формулы режимов
- •4.3. Пример расчета режима синхронного генератора
- •4.4. Расчёт для построения векторной диаграммы
- •Расчёт тока для режима трёхфазного короткого замыкания на выводах синхронного генератора
- •Расчет токов несимметричного кз синхронного генератора
- •Перенапряжение при двухфазном кз
- •Момент синхронного генератора
- •Сталь 2013
- •Сталь 2013
- •Сталь 2013
- •Сталь 2211 и 2312
- •Сталь 2211 и 2312
- •Сталь 2211 и 2312
- •Сталь 2411
- •Сталь 2411
- •Сталь 2411
- •Библиографический список:
Расчет мдс отдельных участков магнитной цепи (на один полюс)
МДС воздушного зазора
,
где - среднее значение магнитной индукции (Тл); коэффициент учитывает неравномерность воздушного зазора из-за зубчатости статора
,
где - зубцовый шаг по поверхности расточки статора; - ширина паза статора; - расчетная величина (длина) неравномерного воздушного зазора.
МДС зубцов статора
где - расчетная напряженность магнитного поля в зубцах, определяемая с учетом следующих условий:
пазы имеют прямоугольную форму, при этом зубцы у поверхности расточки имеют меньшую ширину, а у дна паза – большую; обычно высота паза может составлять 3,5 ÷4,5 значений ширины паза (см.2.2,п.16)
Исходя из этого проводим следующие расчеты:
ширина зубца у поверхности расточки
ширина зубцов у основания (у корня зуба)
,
где см.2.2.,п.15
Напряженность магнитного поля в зубцах находят как среднее значение, равное напряженности на 1/3 высоты паза от его коронки, при ширине зубца
расчетное значение индукции в зубце
,
где - коэффициент заполнения сталью шихтованного сердечника изолированных пластин.
Для и выбранной марки стали по таблицам намагничивания находят (Приложение Б). Для синхронных машин для магнитопровода статора (сердечника статора) выбирают горячекатаную сталь марок 1211, 1511, 1512, 1413. Более качественной, но и более дорогой является холоднокатаная сталь марок 2013, 2312 или 2411.
Спинка статора выполнена из той же стали, что и зубцы.
МДС спинки статора, А
где - напряженность (А/м) поля в спинке; длина средней магнитной линии в спинке (м); - коэффициент, учитывающий неравномерность индукции в спинке статора по высоте ( рис.2.10).
, ;
где
Рис. 2.10 - График неравномерности индукции в спинке статора по высоте.
Напряженность находится по таблице намагничивания (Приложение А)для марки стали, которая принята для зубцов
МДС полюса
Индукция в сердечнике
,
где коэффициент, учитывающий увеличение индукции в сердечнике полюса за счет наличия полей рассеяния. Параметры , , определены выше.
По индукции находится из таблиц намагничивания для стали Ст 3
МДС обода ротора (ярма ротора), А
Высота обода в большинстве случаев определяется из конструктивных соображений и получается больше, чем это необходимо для проведения магнитного потока.
Задаваясь допустимым значением индукции , находим требуемую высоту спинки
=
- см.2.3 п.8
Длина пути средней магнитной линии в ярме
Магнитную напряженность находим по величине для стали Ст 3 по таблице намагничивания (Приложение А)
Построение характеристики холостого хода
Расчеты по определению суммарной МДС одного полюса выполнены для номинального магнитного потока где - средняя индукция на полюсном делении; а - площадь полюсного деления.
Номинальный магнитный поток
определяет пропорциональную ему ЭДС Е. Для расчетного режима было принято и определена МДС на один полюс , примем этот расчетный режим за базисный, тогда для расчетной точки имеем:
=1.0
В таблице 2.4. задана так называемая нормальная характеристика холостого хода, представляющая зависимость ЭДС (о.е.) от МДС на один полюс обмотки возбуждения (о.е).
Используя эту характеристику необходимо составить таблицу характеристики холостого хода в именованных единицах Е(В), F(А).Для чего задаваясь в о.е. различными точками на кривой, необходимо найти соответствующие значения ЭДС и МДС по формулам и заполнить два свободных столбца в таблице 2.4
Таблица2.4-.Нормализованная характеристика зависимости ЭДС
от МДС
п арам.
точка |
|
|
|
(А) |
1 |
0,2 |
0,2 |
|
|
2 |
0.4 |
0,4 |
|
|
3 |
0,65 |
0,65 |
|
|
4 |
0,85 |
0,9 |
|
|
5 |
1 |
1 |
|
|
6 |
1,05 |
1,4 |
|
|
7 |
1,3 |
2,0 |
|
|
По результатам таблицы 2.4. необходимо построить характеристику холостого хода в именованых единицах (В-А).