Проектирование специальных электрических машин переменного тока - Балагуров В.А.
Скачать (прямая ссылка):
264
Расчет обмотки возбуждения
Площадь поперечного сечения провода обмотки возбуждения
^в2нР/в.сР(1 +0,004»в) 5273,7•3•0,3135(I +0,004-180)
SB= -f=J7-=-——-=3,326 мм2.
57Uв 57-4о ,
Средняя длина витка обмотки возбуждения (2.182)
4.cp = 2 ЦІт + 2Л ,.„) + 2ЛИЗ] + лЬк = 2 [(8,9 + 2-0,5) + 2-0,05] + я 1,285 =
= 31,35 см = 0,3135 м.
Принимаем bh«op.
Напряжение на обмотке возбуждения выбираем t/B=45 В. 1X3,55
Выбираем провод -———7~Z7~ марки ПНЭТП SB = 3,337 мм2.
Ток в обмотке возбуждения /в2и = 5вУв2н = 3,37-17 = 56,7 А.
Число витков на полюс
дав.„ =/гв2н/(2/В2н) = 5273,7/(2-56,7) = 46,5; принимаем Wn = 46.
Уточненное значение тока в обмотке
/в2„= 5273,7/(2.46) = 57,32 А.
Укладка витков в катушке. Первые 4 ряда; 4X8=32 витка; 5-й и 6-й ряды 2X5=10 витков; 7-й и 8-й ряды 2X2 = 4 витка.
Электрическое сопротивление обмотки возбуждения
2/шв.„/в.ср 2-3-46-0.3135
r„9nor =---— =-----= 0,4оо Ом.
в20С 57S8 57-3,337
гв9 = гв20оС(1 + 0,004Д»В) = 0,455(1 +0,004-180) = 0,78 Qm. Максимальная мощность возбуждения
= Уй'йп = 4, ''rt = 57,322.0,78 = 2362,7 Вт.
Расчет номинального режима
Для номинального тока нагрузки генератора проводятся поверочные расчеты параметров генератора по методике предшествующих расчетов:
E1 = 126 В; Ф6 = (E1JEi2n) Ф62„ = 48,9-10-4 Вб; \
B6 = (E1JE12n) ?a2H = 0,874 Тл; = 1020 А; в'г мин = 1,42 Тл;
В'г ср = 1,545 Тл; в'г чакс = 1,69 Тл; В1а = 1,52 Тл; F1 =127,4 А; Fja = 109,5 A; ^1= 1191,3 А; F0 = 2200 А; ^ = 1,17; Xaqn =0,832 Ом; Xqn = 0,868 Ом; sin.}; = 0,91; Fad = 1661 A; Ed = 112,43 В; Fld = 1063 A; Fnd =2724 А; Фа = 43,68-10-4 Вб; Ф« = 3,478-10-4 Вб; Ф„а = 47,11-10-4 Вб; Фот =7,41-10-4 Вб;, Фт = 54,52-10-4 Вб; ?m=l,71 Тл; tfm = 21,8 А/см;
265
Fm = 192 А; Ф3] = 8,12-10-4 Вб; Ф/т = 55,23-10—4 Вб; Bjm = 1,73 Тл; H1n = 23,4 А/см; F }т = 89 А; F8 = 3005 А; /в.„ = 32,7 A; UBM = /вгв8. =32,7-0,78 = 25,5 В; Рв.„ = 833 Вт.
Расчет режима холостого хода
Для режима холостого хода МДС реакции якоря равна нулю.
Расчет режима холостого хода сводится к расчету магнитной цепи генератора при Ег = Е0=ив. Методика расчета магнитной цепи аналогична ранее использованной. Результаты расчета приведены ниже. ~
Ф80 = 46,5-10-4 Вб; B60 = 0,83 Тл; F60 = 968 А; , К мин - 1.355 Тл; В'г ср = 1,405 Тл; в'г макс = 1,54 Тл; Hz мин = Ю А/см; Нг ср = 14,4 А/см; Нг ЧаКС = 41,4 А/см; F2 = 37,4 A; Bjn.-= 1,45 Тл; Я;а = 21,4 А/см; F;-a = 66,5 А; F1= 1071,9 A; ^= 1,11; Фот = 2,92-10-4 Вб; Фт = 49,42-10-4 Вб; Вт =. 1,54 Тл; Нт = 11,7 А/см; Fm = 103 А; Ф^ = 3,16-10-4 Вб; Ф;т = 49,66-10-4 Вб; ?/m=l,6 Тл; Я/т = 14,2 А/см; F;-m = 54 A; FB = F1 + Fm + F;-m = 1228 А; /во = 13,33 A; 1/в0 = 9,74 В; Рв0 = 138,5 Вт.
Полученные три значения тока возбуждения /В2н, /в н и /во определяют три точки регулировочной характеристики. Для построения этой характеристики /„=f(/) задаются еще несколькими значениями тока нагрузки и проводят расчеты, аналогичные предыдущим.
Определение массы активных материалов генератора
Масса меди обмотки якоря (2.281) Мча = IrVW^a1Ci2Ia cpSayM-10-5 = 3-18-3-1-37,54-4,14-8,9-10-5 = 2,245 кг. Масса меди обмотки возбуждения (2.282) Л1м.в = wB.n2plB.cpSBy4-10-5 = 46-6-31,85-3,337-8,9-10—S = 2,57 кг.
Масса меди демпферной клетки (2.283)
Л1"«.у = [Syny2pl„ +2aDKSK] ум- Ю"5 = [7,03-8-2-3-8,9 + -г 2л-17-22,5] 8,9-10-5 = о,43 кг. Масса зубцов якоря M2= [Tt(D+ h2)hz— Sn^]/уст^з.с-Ю-3 = [л (17,5+ 1,03) 1,03 — 0,328I]X X 8,4.7,8-0,95-10-3 = 2,075 кг;
.Масса ярма якоря
Mja = я(D + 2Аг + hja) hja /усЛ.с- Ю~з = я (17,5 + 2 -1,03 + 2) X X 2.8,4-7,8-0,95.10-3 = 7,35 КГ.
266
Масса полюсов
Mn = [bmhm + 6„.6/1„.6.Cp] 2p/mYcA.c-10—3 = [3,66-3,2 + 6,23-0,97] X
Х2.3-8,9-8,0-0,95.10-3 = 7,18 кг. Масса ярма индуктора M}т = л (Dp - 2Ap - hjm) hjmlJm4„k3.c • 10-з = л (17,37 - 2- 4,4 — 1,83) X
Масса активных материалов
Ма = /.IM.a + „.в + AfM.y -г Л1г + Mh + Af11 + Af;m = 2,245 + 2,57 +
+ 0,48 + 2,075 +7,35 1-7,18 +2,62 = 24,55 кг. Определение потерь и КПД основного генератора в номинальном режиме
Потери в меди обмотки якоря
Потери в демпферной клетке
Ру = 0,001 Рн cos <р = 0,001-60 000-0,8 = 48 Вт.
Потери в стали зубцов (2.302)
Px = P0ftT(?^)2(//400)1,5Af^ = 36,2-2-(l,545)2.(400/400)1,5-2,075 = 358 Вт.
Потери в ярме якоря (2.303)
P ja = РФ? (BJa)2 (//40O)1'5 M ja - 36,2-1,4 (1,52)2 (400/400)^-7,35 = 858 Вт.
Поверхностные потери в полюсных башмаках: а) при холостом ходе
X 1,83-8,9-8,0-0,95-10—з = 2,62 кг.
mil г ^ = 3-166,72.0,0153= 1275 Вт.
Потери в меди обмотки возбуждения
г „ = 32,72-0,78 = 833 Вт.
^повО= 14,9*о.. (8/Вмакс) (B6^s)2 -7=
У z/p
= 14,9-2,5-1 (0,874 X
4,55-343-10-4
X 9,163.1,125)2--
/81/3
= 91 Вт;
б) при нагрузке дополнительные
/ *' Y ( А% °юв.н = 5,88й0п?р і —— ——
{ 8 j ^ 103 j у zip у V 400 J 0,679 \2 / 327,5-9,163 \2 0,275-343-10-4
k"Sp ft / \з
= 5,88-2,5-0,75
(
X
Суммарные поверхностные потери
Pnos — РиовО ~Ь ^пов.н
91 + 19,5= 110,5 Вт.
267
Потери на трение в подшипниках и о воздух
/3MeX = 0,05 P1 =0,05-48 000 = 2400 Вт, Pi = P„ cos ср = 60 000-0,8 = 48 000 Вт. Суммарные потери основного генератора ? P = Pva + Рм.в + P7 + Pz + P Ja + Рпов + Рмсх = 1275 + 833 + 48 + + 358 + 858 + 110,5 + 2400 = 5882,5 Вт = 5,8825 кВт. КПД генератора
