Проектирование специальных электрических машин переменного тока - Балагуров В.А.
Скачать (прямая ссылка):
У в.макс =-/в.макс/^в- (2.182в)
Марка провода обмотки возбуждения, так же как и обмотки якоря, определяется тепловым режимом генератора. Обычно применяются провода марок ПЭВ и ПЭВП (класс изоляции А), ПЭТВ (класс изоляции В), ПЭТКСОТ и ПСДКТ (класс изоляции H), ПМ и ПНЭТП (класс изоляции С).
87
Как следует из формулы (2.182), с увеличением гу.с.мин увеличивается сечение провода, что приводит к увеличению размеров и массы генератора. Это особенно сильно проявляется при значительной мощности генераторов и большом числе пар полюсов. Стремление применить легкий регулятор на небольшую мощность может привести к значительному увеличению массы генератора.
Выбор плотности электрического тока в обмотке возбуждения /в, а следовательно, и максимального тока возбуждения /в.макс определяется не только тепловым режимом генератора, но и тепловым режимом угольного столба регулятора. Обычно допустимые плотности тока /в, выбранные по допустимому тепловому режиму генератора, превышают фактические выбранные по тепловому режиму угольного столба. Исследования показывают [21], что допустимая плотность тока
(2.183)
Гу.с.мин + Гв /у.с.мин + Гв />/Ve.cp(l "г 0,0(Ш„)
Тогда получаем уточненные значения:
а) максимальное значение тока возбуждения
б) число витков на полюс
^B.n=FB.MaKC/2/"B .макс; (2.185)
в) минимальное значение тока возбуждения '
/в.мин=/\,.м„н/2яув.п. (2.186)
Здесь ^в.макс и ^в.мин — максимальное и минимальное значения МДС обмотки возбуждения на пару полюсов.
Затем необходимо произвести проверку соответствия величин сопротивлений угольного столба гу.с.мин и Гу.с.макс параметрам цепи возбуждения:
^у.с.м„„< [^с.мин - /„.максЛ, (1 + 0,004&в)]//в.макс; (2.187)
Гу.с.макс ^с.макс/^в.мин '"в* (2-188)
Также необходимо оценить максимальную плотность тока /в.макс, которую можно получить в цепи возбуждения при наличии угольного регулятора
Jb < /в.макс = [^.мин/(^у.с.Ми„)] {57/[/>/=7в.ср (1 + 0,004?)]}. {2.189)
Низкие значения плотностей электрического тока /в, уменьшающиеся с увеличением Гу.с.мин и числа пар полюсов р (2.189), ограничивают использование генератора при питании обмотки возбуждения от бортовой сети и регулирования с помощью угольного регулятора. Снизить значение Гу.с.мин До величины, меньшей 0,3 Ом, практически не представляется возможным. Как показывают ана-
88
лиз и расчеты [21], использование генераторов сильно ухудшается при больших их мощностях. При я=4000 мин-"1 ухудшение использования генераторов начинает уже проявляться при мощностях 10—12 кВ-А (трехфазных), а при я=8000 мин-1 — при мощностях 20—25 кВ • А. Для генераторов значительно большей мощности ставит под сомнение целесообразность выполнения генераторов с питанием от бортовой сети. Малые плотности тока, с которыми можно спроектировать обмотку возбуждения, приводят к значительному увеличению наружного диаметра и массы генераторов.
Использование для питания цепи возбуждения собственного возбудителя, конструктивно объединенного с генератором, позволяет более оптимально спроектировать обмотку возбуждения, а следовательно, и генератор. Сечение провода в этом случае определяется по известной формуле (мм2)
SB = FBPLCP (1 + 0,004&в)/(57?/в), (2.190)
где Fb — максимальная МДС на пару полюсов; UB— напряжение на обмотке возбуждения.
Выбор плотности тока, а следовательно, и максимального значения тока /ц.макс ограничивается только допустимым тепловым режимом генератора. Как уже указывалось, для генераторов с вращающимися полюсами при охлаждении продувом воздуха допустимые плотности тока = 8-4-12 А/мм2 при длительном режиме работы. Если предусмотрены кратковременные полуторакратная и двойная перегрузки, то плотности тока на этих режимах соответственно возрастают пропорционально увеличению МДС обмотки возбуждения, т. е. почти пропорционально возрастанию нагрузки (при 200%-ной нагрузке свыше 18 А/мм2). При масляной струйной системе охлаждения плотности тока выбираются значительно выше (до 25 А/мм2).
Значения /в.чакс, tiVB.n, /в.мин ОПрЄДЄЛЯЮТСЯ ПО формулам
(2.184) — (2.186).
Сопротивление обмотки возбуждения
rB» = 2pwBJB.cp (1 + 0,004&в)/(575„).
Номинальная мощность возбуждения
P.,=UBJB^ (2.192)
где <УВ.Н и /в.н—напряжение на обмотке возбуждения и ток возбуждения при номинальной нагрузке генератора.
При определении сечения провода по (2.190) напряжение на обмотке возбуждения (Ув выбирается свободно. Однако из условия лучшего использования межполюсного пространства генератора нецелесообразно завышать это напряжение. При малых значениях UB сечение провода Sb получается большим, ЧИСТО ВИТКОВ WB.a меньшим, а коэффициент заполнения межполюсного пространства медью — выше. При этом упрощается технология намотки. Обычно напряжение на обмотке возбуждения выбирается относительно
(2.191)
89
низким:
?/в=30^50 В.
По известным МДС обмотки возбуждения при различных нагрузках генератора можно определить необходимые напряжения на обмотке возбуждения
^в=Ав.ср(1+0,004»в)/(575в). (2.193)
Формулу (2.193) можно использовать при подсчете необходимого напряжения возбудителя, если задаются определенным сечением провода обмотки возбуждения.
