Проектирование специальных электрических машин переменного тока - Балагуров В.А.
Скачать (прямая ссылка):
Дополнительные Потери Pg.on = Рп/50.
Суммарные потеря в генераторе S P=P^a + + Pu.b+Pzi+Pz2+Pj2 + *мех Коэффициент полезного действия
т, = [Рн cos <?/(/>„ cos 9+S1P)] 100.
Л, •>¦ 1
Рис. 6.46. Кривая коэффициента, учитывающего увеличение потерь в стали вследствие обработки
ПРИЛОЖЕНИЕ. ПРИМЕР ЭЛЕКТРОМАГНИТНОГО РАСЧЕТА ГЕНЕРАТОРА С РАДИАЛЬНЫМИ ПОЛЮСАМИ НА РОТОРЕ
Техническое задание
Номинальная мощность Pn....... 60 кВ'А
Число фаз т.............. 3
Фазное и линейное напряжения ?/ф/?/л 120/208 В
Частота вращения п.......... 8000 об/мин
Частота f............... 400 Гц
Коэффициент мощности cos ф...... 0,8
Режим работы — длительный; потребители питаются от фазного и линейного напряжений. Охлаждение воздушное с продувом. Перегрузочная способность и требования к параметрам генератора согласно данным табл. 1.2. Выбираем бесконтактную конструкцию генератора с вращающимися выпрямителями.
Определение главных размеров
Значение фазного тока номинального
/„ = PHiSUn = (60-10^)/(3.120) = 166,7 А.
Число пар полюсов индуктора
P = S- 60/я = 400.60/8000 = 3. Расчетная мощность х
P' = ftEP„= 1,095-60 = 65,7 кВ-А,
&Е — согласно табл. 2.1.
Электромагнитная нагрузка
Л = 327 А/см — согласно табл. 2.6.
В 5 =0,87 Тл — при магнитопроводе якоря из стали 1411 (Э-31) и индуктора из стали 27КХ;
A1B5 = 327/0,87 = 376 < 500 (А/см)/Тл.
_ Предварительно определяем и выбираем расчетные коэффициенты: расчетный коэффициент полюсного перекрытия (при равномерном воздушном зазоре)
а,- = 0,485 + 0,4ojp = 0,485 + 0,4-0,7 = 0,765, Коэффициент укорочения
ky = sin (?//?) (л/2) = sin 0,667 (Я/2) = 0,868 (Ври ? = 0,667).
Коэффициент распределения
ftp = 0,956 для q =9/2 (согласно табл. 2А.и 2.14);
255
Коэффициент СКОСЗ &СК
kcK = 0,9979 для а = 1,05 $CK/q = 1,05.1/4,5 = 0,2222 рад,
где ?cn=l пазовое деление — скос пазов якоря; Обмоточный коэффициент
kQ = kykvkai = 0,866-0,956-0,9979 = 0,826.
Коэффициент формы поля ?? = 1,10— принимаем по рис. 2.2, б. Отношение длины якоря к диаметру (согласно 2.17)
I1 = 0,8/У> = 0,8/ VT= 0,462,
принимаем K=K1 = 0,48. Диаметр якоря
6,1-1Q7P' 3, _6,1-107-65,7_
V aik^kQABbnki V 0,765-1,10¦0,826¦327¦0,87•8000•O,
Длина якоря
I = ID = 0,48.17,5 = 8,4 см.
Полюсное деление
i! = rtD/2p = rt-17,5/6 = 9,163 см. Воздушный зазор (2.26)
О.ЗбЛт-10-4 0,36-327-9,163-10-<
48 = 17'5
=0,062 см.
к'Въ(Ха — Xl) 1,05.0,87(2,1 — 0,1)
принимаем 8 = 0,065 см = 0,65 мм.
Расчет обмотки, пазов и спинки якоря
Расчетная величина магнитного потока в воздушном зазоре (Вб)
Ф5 = O1-TiB5/;. 10-4 = 0,73-9,163-0,87-8,4-10—4 = 48,535-10-4,
где
4 4
а,- = а;р+ -=0,7+-= 0,73
р т/В+6/(1— сер) 9,163/0,065 + 6/(1 — 0,7)
— уточненное значение. Число витков в фазе
kEUu - 1,095.120
W4= -=-=18,62,
ф 4?ф?0/Ф5 4-1,10-0,826-400-48,535.10-4
принимаем а>ф=18.
1
Выбираем двухслойную петлевую дробную обмотку <7 = 4-^- {согласно табл. 2.14); определяем число проводов в пазу:
«п = [w^(pq)] Ci1Ci2 = [18/(3-4,5)] 3-1=4,
где ?^=3— число параллельных ветвей обмотки якоря. 256
Число пазов якоря
Z=. 2^ = 2-3-3-4,5 = 81.
3>бцовое деление якоря
tz = xD/z =. я-17,5/81 = 0,679 см.
Необходимая минимальная ширина зубца (2.62)
?,n:D 0,87rt-17,5
В?мии =-=-~-= 0,33 і м.
Вгмжк3.с\аг 2,0-0,9о.0,94-81
Материал стали 1411 (Э-31) с толщиной листа Д=0,35 мм. Максимально допустимая ширина паза
*п..оп = tz— bzмин = 6,79 — 3,3 = 3,49 мм = 0,349 см.
Площадь поперечного сечения провода обмотки якоря
= IvJUaAiO2)= 166,7/(13,4-3-1) = 4,14 мм2.
Выбираем провод марки ПНЭТП (1,16ХЗ,8)/(1,30ХЗ,9б). Выбранная плотность меньше допустимой по условиям нагрева обмотки яко ря (см. рис. 2.15)
Ia < (AJa) iouM = 5000/327 = 15,3 А/юА
Ширина паза (см. рис. 2.20, б)
Ьи = >цЬиз + Ab = 2-1,30 + 0,56 = 3,16 мч = 0,316 см,
принимаем Ьп = 3,2 мм=0,32 см (on<bn доп).
Высота паза (см. рис. 2.20, б)
A11 = я2АИз + AA = 2-3,96 + 2,29 = 10,21 мм = 1,021 см; ^
принимаем An = 10,3 мм= 1,03 см.
Ширина прорези паза
Ьщ = ba3 + Дйщ = 1,30 + 0,56 -= 1,86 мм,
принимаем &щ = 1,9 мм = 0,19 см.
Средняя ширина секции обмотки якоря (2.87)
л (D + A11 + Ак) Jyn л (17,5 + 1,03+0,13)9 . х% = - =-= 6,о см,
где і/п=9 — шаг по пазам якоря.
Длина лобовой части секции (2.88)
, ls = Ty/cos ас + 1,0 + An = (6,5/0,78) + 1 + 1,03= 10,36 см,
smac = (6n+ s)itc = (0,32 + 0,1)/0,67 = 0,627,
tc = rt(D + 2hK)/z = л(17,5 + 2-0,13)/81 =0,688 см.
Средняя длина витка
facp = 2(/ +/„) = 2(8,4 + 10,36) = 37,52 см = 0,3752 м.
Омическое сопротивление фазы обмотки якоря при 20° С
(/аср^ф) 0,3752-18
20°С — ¦
(57S0^1O2) (57-4,14-3-1)
= 0,00954 Ом.
257
Омическое сопротивление фазы обмотки якоря в нагретом состоянии (2.96)
'"» = ^204:(1 + <xf Д») = 0,00954(1 + 0,004-150) = 0,01526 Ом.
Активное сопротивление фазы обмотки якоря (2.97 и 2.98)
га» = г^а =0,01526-1 =0,01526 Ом.
Удельная проводимость пазового рассеяния Гсм. рис. 2.30, б, формулу <2.102)] V ' У
Xn = 0,4л +
2АИЗ + Дпр
¦ 2A113
Ab
¦ A3 — А,,
3*п
ЗА,
bn + 2ЬП
