- •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:
1.5. Проектирование судовых синхронных генераторов
1.5.1 Особенности судовых синхронных генераторов
На речных и морских судах для обеспечения электроэнергией главной энергетической установки и судовых систем используют специальные (судовые) синхронные генераторы, которые отличаются от СГ общего назначения использованием по степени защиты от влияния окружающей среды и повышенной надежностью.
В специальные серии судовых машин входят синхронные генераторы серий МСК и СБГ.
Генераторы серии МСК проектируются на напряжение 400 и 230 В, мощностью от 300 до 1500 кВт, на синхронные скорости 1000 и 1500 об/мин и рассчитаны для длительной автономной или параллельной работы с другими генераторами, а также для параллельной работы с сетью большой мощности.
К особым требованиям, предъявляемым к этим СГ относят:
обеспечение надежной работы при температуре окружающего воздуха от 5 до 45°С, относительной влажности воздуха до 98%;
работа при длительном крене и дифференте до 10°, а также при кратковременном крене до 45° и дифференте до 15°.
Серия синхронных генераторов МСК включает щесть машин на частоту вращения 1000 об/мин и шесть машин на частоту вращения 1500 об/мин.
Генераторы имеют системы самовозбуждения, которые обеспечивают самовозбуждение генераторов при работе на холостом ходу с частотой вращения не менее 95% номинальной, если остаточная ЭДС составляет не менее 1% от номинального напряжения.
Генераторы выдерживают без повреждений трехфазное КЗ в течение 10 секунд в режимах любой нагрузки от холостого хода до номинальной при автоматическом регулировании напряжения.
Генераторы с установленными на них блоками самовозбуждения имеют общую систему охлаждения как по замкнутому циклу вентиляции через воздухоохладители, так и по разомкнутому без поступления воды в воздухоохладитель.
Статор выполнен с открытыми прямоугольными пазами, со скосом на-одно пазовое деление для уменьшения зубцовых пульсаций магнитного поля и снижения зубцового шума машины. Обмотка статора двухслойная. Остов явнополюсного ротора выполнен из поковки как одно целое с валом. В башмаках шихтованных полюсов размещается демпферная обмотка из круглых медных стержней. Обмотка возбуждения выполнена из неизолированной ленточной меди, гнутой на малое ребро. Контактные кольца располагаются на валу со стороны, противоположной соединению с приводным двигателем. По обе стороны полюсов ротора на валу установлены вентиляторы. Аппаратура системы возбуждения выполнена в виде отдельных блоков. Силовая часть системы возбуждения, осуществляющая изменение тока возбуждения в зависимости от нагрузки и её характера, включает в себя компаундирующий трансформатор и кремниевый выпрямитель. Для начального возбуждения применяется резонансный контур, настроенный на резонанс при частоте, близкой к номинальной.
Генераторы серии СБГ рассчитаны на напряжение 400 В, 50Гц режим работы продолжителъный - S1, мощности от 400 до 1600 кВт, синхронные скорости 750, 1000, 1500 об/мин.Генераторы предназначены для работы в следующих условиях:
при температуре окружающего воздуха от -10°С до +45°С, относительной влажности воздуха 98% при температуре 25°С и относительной влажности 83% при температуре до 40° и содержании в окружающей среде масляных паров;
при длительном крене судна до 15° и дифференте до 10° и кратковременном крене до 45°, а также при бортовой качке до +22° от вертикали с периодами качки 7...9 секунд и килевой качке до 10° от вертикали;
при длительной вибрации судовых фундаментов с частотой от 5 до 30Гц;
при ударах с ускорениями до 3g (30 м/с2) с частотой до 40...80 ударов в минуту.
Генераторы имеют самовентиляцию по разомкнутому циклу.
Возбуждение генераторов СБГ - бесщеточное с вращающимися тиристорами, осуществляемое по основному каналу регулирования со световой системой подачи сигналов управления при неизменном токе возбудителя и по резервному диодному каналу регулирования посредством изменения тока возбуждения возбудителя. Система возбуждения и автоматического регулирования в случае прекращения передачи сигналов управления на вращающуюся часть системы возбуждения переходит на резервный канал регулирования автоматически.
Сердечник статора с открытыми пазами выполнен из отдельных пакетов, разделенных вентиляционными каналами, запрессован в корпус и закреплен от смещения и поворотов.
Вал ротора цельнокованый с остовом. Сердечники полюсов набраны из штампованных листов. Обмотки возбуждения выполняется из шинной меди, демпферная обмотка - из медных стержней. Подвозбудителем и возбудителем генераторов являются обращенные синхронные машины.
Генераторы СБГ предназначены для работы в составе автоматизированных дизель и турбогенераторных установок на судах с неограниченным районом плавания.
Соединение обмоток статора выполняется, как правило, в звезду, однако, в генераторах МСК в ряде случаев допускается соединение в треугольник. При соединении в треугольник в обмотке могут циркулировать токи тройной частоты, которые вызывают дополнительные потери в обмотке статора.