Проектирование специальных электрических машин переменного тока - Балагуров В.А.
Скачать (прямая ссылка):
27
Выбор величины линейной нагрузки А зависит от условий применения, мощности и заданных параметров генератора, конструктивного выполнения, системы охлаждения.
Рекомендуемые ориентировочное значения линейных нагрузок А для трехфазных генераторов частотой / = 400 Гц с продувом от скоростного напора и масляными системами охлаждения, высотностью Я= 18 км и температурой окружающего воздуха ¦O0Kp = = +500H--60° С приведены в табл. 2.6 и 2,7,
м
УД
/л
¦у
I 1
А Sn
Рнс. 2.3. Внешние характеристики генератора прн различных значеннях Ха:
<!{'• {к.з2
Рис. 2.4. Кривая изменения удельной массы генератора от линейной нагрузки
К.ЗІ
Таблица 2.6
Система охлаждения Линейная нагрузк а А, А/сч, з зависимости от P н' кВ
8 Hi 30 40 50 60 90 120
Без перегрузки, с воз- 325 350 400 425 435 450 475 485
душным охлаждением
Прн кратковременной 255 305 306 327—350 — 327 362 376
двукратной перегрузке,
с воздушным охлажде-
нием 370
Прн кратковременной — — — — 390 — —
двукратной перегрузке,
с масляным канальным
охлаждением
Прн кратковременной — — 540 — — 570-625 — —
двукратной перегрузке,
с масляным струнным
охлаждением
Рекомендуемые значения линейных нагрузок для генераторов с самовентиляцией / = 400 Гц, Я= 18 км, #Окр=+50°-=—60° С приведены в табл. 2.7.
Для однофазных генераторов линейная нагрузка выбирается на 30% ниже, чем для трехфазных, так как для размещения обмотки якоря используются 2/з пазов якоря. Для термоинерционных
28
Таблица 2.7
Ря, кВ-А 1 2 3 5 7 10
А, А/см 100 125 150 175 200 225
генераторов линейные нагрузки выбираются на 25% ниже, чем с продувом воздухом от скоростного напора.
Выбор больших величин индукции в воздушном зазоре B6 ограничивается тем, что с увеличением B6 увеличивается насыщение магнитной цепи (или увеличиваются размеры магнитопровода при одних и тех же допустимых индукциях), возрастают МДС возбуждения и размеры обмотки возбуждения, потери в стали.
Так как авиационные генераторы проектируются на повышенные частоты, то потери в стали при повышенных индукциях сильно возрастают, что увеличивает перегревы генератора. Увеличение размеров обмотки возбуждения является крайне нежелательным для генераторов с обмоткой возбуждения на роторе, так как это приводит к вынужденному увеличению диаметра ротора. Выбор величин индукции B6 зависит от мощности и типа генератора, заданных параметров, системы охлаждения. Кроме этого, выбор индукции B6 зависит от материала магнитопровода якоря.
Рекомендуемые значения индукции B6 для генераторов с продувом воздухом от скоростного напора, f = 400 Гц, Я= 18 км, г>0Кр = = +50°н—60° С приведены в табл. 2.8.
Таблица 2.8
Pn, кВ-А 8 16 [30 _ 40 50 60 90 120 Примечание
Вь, Тл 0,57 0,62 0,635 0,65 0,652 0,665 0,70 0,72 Без перегрузки
Въ , Тл 0,60 0,86 0,87 0,76 0,73 0,73 0,80 При двукратной перегрузке
Эти значения справедливы для магнитопровода якоря из стали 1411 (Э31). Применение сталей типа гиперко (27КХ, 49КФ2-ВИ) и масляных систем охлаждения позволяет повысить индукции Вц ДО 0,9—1,1 Тл.
Рекомендуемые индукции B6 для генераторов с самовентиляцией, / = 400 Гц, H = 18 км, фокр=+50°-:--60° С приведены в
табл. 2.9.
Таблица 2.9
P11, кВ-А 1,0 2,0 3,0 5,0 7,0 10
B6, Тл 0,51 0,52 0,53 0,55 0,57 0,60
29
В. Б
О Li
о, г о
Z к__
/У
//
г
0,5
Р/Ри
Из сравнения табл. 2.6 и 2.8 следует, что для двукратной перегрузки генератора рекомендуемые значения А меньше, а В& — больше, чем для генератора, проектируемого на режим работы без перегрузки.
Соотношение между линейными нагрузками А и индукциями B6 при одинаковом их произведении определяет параметры генератора, энергетические характеристики и массу генератора.
Для получения малых значений синхронного Xd и переходного X/ индуктивных сопротивлений, сопротивления обратной последовательности Z2, а поэтому большей перегрузочной способности генератора и обеспечения допуска по несимметрии напряжений отношение AjB6 должно быть небольшим, так как А характеризует МДС реакции якоря, a B6 — величину магнитного потока:
A/?5<500. (2.14)
Например, чтобы обеспечить двукратную перегрузку генератора ГТ-60, электромагнитные нагрузки выбраны: Л = 330 А/см, ?a=0,73 Тл.
В зависимости от соотношения между величинами А и B6 генератор может быть выполнен как стальной, когда B6 велико (большой поток), а значение А мало, и медный, когда А велико, a B6 мало. В первом случае масса стали получается значительной, а общая масса генератора больше, чем во втором случае. Это объясняется тем, что при большом потоке возрастают высота спинки якоря и ярма полюсной системы. Кроме того, возрастает высота полюсов, так как ширина их увеличивается пропорционально B6, а для размещения обмотки возбуждения требуется определенная площадь поперечного сечения. Внешний диаметр машины получается большим.
В зависимости от соотношения между величинами А и B6 максимум КПД получается при различных отношениях Р/Рн (рис. 2.5). При больших значениях А максимум КПД наступает раньше. Это объясняется значительными потерями в обмотке якоря. При больших Вь максимум КПД смешается в зону больших значений нагрузки, что нецелесообразно для генераторов, работающих с недогрузкой, например в самолетных электросистемах.
