Автор работы: Пользователь скрыл имя, 29 Января 2013 в 15:41, курсовая работа
В данной работе представлен расчет параметров синхронного генератора, который выполнен в защитном исполнении IP23, самовентиляцией IC01. Он рассчитан на продолжительный режим работы.
Наиболее распространена конструктивная схема синхронной машины с вращающимся рото¬ром, на котором расположены явновыраженные полюсы. Иногда явнополюсные синхронные машины малой мощности выполняют по конструктивной схеме машин постоянного тока, то есть с полюсами, распо-ложенными на статоре, коллектор заменяется контактными кольцами.
Введение ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………...7
Исходные данные ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………..8
1 Магнитная цепь машины. Размеры, конфигурация, материалы. ……………………………………………………………………9
1.1. Главные размеры ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………….9
1.2. Сердечник статора ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………….11
1.3. Сердечник ротора ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………….11
1.4. Сердечник полюса и полюсный наконечник ……………………………………………………………………………………………………….12
2. Обмотка статора. Параметры общие для обмоток. ………………………………………………………………………………………14
2.1. Параметры общие для обмоток. …………………………………………………………………………………………………………………………….14
2.2. Обмотка статора с прямоугольными открытыми пазами. …………...........………………………………………………….15
3. Демпферная (пусковая) обмотка ……………………………………………………………………………………………………………………………….18
4. Расчет магнитной цепи ……………………………………………………………………………………………………………………………………………….19
4.1. Воздушный зазор. ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………19
4.2. Зубцы статора ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………19
4.3. Спинка статора ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………..20
4.4. Зубцы полюсного наконечника ……………………………………………………………………………………………………………………………….20
4.5. Полюсы ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………..20
4.5. Спинка ротора ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………..21
4.6. Воздушный зазор в стыке полюса ……………………………………………………………………………………………………………………….21
4.7. Общие параметры магнитной цепи ……………………………………………………………………………………………………………………..22
5. Активное и индуктивное сопротивление обмотки статора для установившегося режима …...24
6. Расчет магнитной цепи при нагрузке …………………………………………………………………………………………………………………25
7. Обмотка возбуждения …………………………………………………………………………………………………………………………………………………….27
8. Параметры обмоток и постоянные времени. …………………………………………………………………………………………………….29
8.1. Сопротивления обмоток статора при установившемся режиме. ………………………………………………………...29
8.2. Сопротивления обмотки возбуждения ……………………………………………………………………………………………………………….29
8.3. Сопротивления демпферной обмотки ………………………………………………………………………………………………………………...29
8.4. Переходные и сверхпереходные сопротивления обмотки статора …………………………………………………..31
8.5. Сопротивления для токов обратной и нулевой последовательности …………………………………………….31
8.6 Постоянные времени обмоток ………………………………………………………………………………………………………………………………..31
9. Потери и КПД …………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………….33
10. Характеристики машин ……………………………………………………………………………………………………………………………………………….35
10.1. Общие данные …………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………35
10.2. Угловая характеристика ……………………………………………………………………………………………………………………………………….35
11. Тепловой и вентиляционный расчеты …………………………………………………………………………………………………………………..36
11.1. Тепловые расчеты ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………..36
11.2. Обмотка возбуждения ………………………………………………………………………………………………………………………………………………..37
11.3. Вентиляционный расчет …………………………………………………………………………………………………………………………………………..37
12. Масса и динамический момент инерции ……………………………………………………………………………………………………………..39
12.1. Масса ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………39
12.2. Динамический момент инерции ротора …………………………………………………………………………………………………………….39
Заключение.......................................................................................................................................................................................................40
Литература ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………..41
1.4.13. Предварительная высота полюсного сердечника (11-32)
1.4.14. Предварительный внутренний диаметр сердечника ротора (11-33)
1.4.1.5 Высота спинки ротора (11-34)
1.4.16. Расчетная высота спинки ротора с учетом прохождения части магнитного потока по валу (11-35)
1.4.17. Магнитная индукция в спинке ротора (11-36)
2. Обмотка статора. Параметры общие для обмоток.
Принимаем двухслойную петлевую обмотку с жесткими секциями (т. 9-4) из провода марки ПЭТП-155 (класс нагревостойкости F), укладываемую в прямоугольные открытые пазы.
2.1. Параметры общие для обмоток.
2.1.1.
Коэффициент распределения (9-
2.1.2. Укорочение шага (пар. 9-4)
2.1.3. Укороченный шаг (9-11)
2.1.4. Принимаем
2.1.5.
Укорочение шага обмотки
2.1.6. Коэффициент укорочения (9-12)
2.1.7. Обмоточный коэффициент (9-13)
2.1.8.
Предварительное количество
2.1.9. Число параллельных ветвей (пар. 9-4)
2.1.10.
Предварительное количество
2.1.11. Принимаем (пар. 9-4)
2.1.12. Количество витков в обмотке фазы (9-17)
2.1.13.
Количество эффективных
2.1.14.
Количество витков
2.1.15. Уточненное значение магнитного потока (9-18)
2.1.16. Уточненной значение индукции в воздушном зазоре (9-19)
2.1.17.
Предварительное значение
2.1.18. Уточненная линейная нагрузка статора (9-21)
2.1.19.
Среднее значение магнитной
2.2. Обмотка статора с
2.2.1. Предварительное значение магнитной индукции в наиболее узком месте зубца (т.9-16)
2.2.2. Высота шлица (пар. 9-4)
2.2.3. Высота клина (пар. 9-4)
2.2.4. Зубцовое деление статора в наиболее узком месте (9-46)
2.2.5. Предварительная ширина зубца в наиболее узком месте (9-47)
2.2.6.
Предварительная ширина
2.2.7. Ширина шлица открытого паза (9-49)
2.2.8.
Количество эффективных
2.2.9. Двустороння толщина корпусной изоляции (т. 9-17)
2.2.10.
Допустимая ширина
2.2.11.
Количество эффективных
Принимаем
2.2.12. Высота спинки статора (9-24)
2.2.13. Высота паза (9-25)
2.2.14.
Допустимая высота
2.2.15.
Площадь эффективного
2.2.16.
Предварительное количество
2.2.17.
Предварительное количество
ширине (пар. 9-4)
2.2.18.
Меньший размер
2.2.19. Больший размер неизолированного элементарного провода (9-55)
2.2.20. Приложение 2
2.2.21. Размер по высоте паза в штампе (9-56)
2.2.22. Размер по ширине паза в штампе (9-57)
2.2.23. Высота спинки статора (9-25)
2.2.24. Уточненная ширина зубца в наиболее узкой части (9-58)
2.2.25. Уточненная магнитная индукция в наиболее узком месте зубца статора (9-59)
2.2.26.
Плотность тока в обмотке
2.2.27. Удельная тепловая нагрузка (пар. 9-4)
2.2.28. Допустимое значение (рис. 9-8)
2.2.29. Среднее зубцовое деление статора (9-40)
2.2.30.
Средняя ширина катушки
2.2.31. Средняя длина одной лобовой части катушки (9-60)
2.2.32.
Средняя длина витка обмотки(9-
2.2.33. Длина вылета лобовой части обмотки (9-62)
Рис. 2. Прямоугольный открытый паз статора.
3. Демпферная (пусковая) обмотка
3.1. Суммарная площадь поперечного сечения стержней демпферной обмотки на один полюс
(11-53)
3.2. Зубцовое деление наконечника ротора (пар. 11-5)
3.3. Предварительное
количество стержней
3.4. Предварительный
диаметр стержня демпферной
3.5 Принимаем . Сечение стержня
3.6. Уточненное
значение зубцового деления
3.7. Диаметр круглой части паза полюсного наконечника (11-57)
3.8. Произведение (пар. 11-5)
3.9. Предварительная
длина стержня демпферной
3.10. Площадь поперечного сечения (11-59)
3.11.
Высота короткозамыкающего
3.12.
Толщина короткозамыкающего
3.13. . Площадь поперечного сечения (прил. 2)
4. Расчет магнитной цепи
4.1. Воздушный зазор.
4.1.1. Расчетная площадь поперечного сечения воздушного зазора (11-60)
4.1.2. Уточненное значение магнитной индукции в воздушном зазоре (11-61)
4.1.3.
Коэффициент, учитывающий
вследствие зубчатости строения статора (9-116)
4.1.4.
Коэффициент, учитывающий
вследствие зубчатости строения ротора (9-117)
4.1.5.
Коэффициент, учитывающий
наличии радиальных каналов на статоре (9-118)
4.1.6. Общий коэффициент воздушного зазора (9-120)
4.1.7. МДС для воздушного зазора (9-121)
4.2. Зубцы статора
4.2.1. Расчетная площадь поперечного сечения зубцов статора (11-62)
4.2.2. Зубцовое деление на 1/3 высоты зубца (9-122)
4.2.3. Ширина зубца (9-126)
4.2.4. Расчетная площадь поперечного сечения зубцов статора (11-64)
4.2.5. Магнитная индукция на 1/3 высоты зубца (9-127)
4.2.6. Напряженность магнитного поля (прил. 9)
4.2.7. Средняя длина пути магнитного потока (9-124)
4.2.8. МДС для зубцов (9-125)
4.3. Спинка статора
4.3.1. Расчетная площадь поперечного сечения спинки статора (11-66)
4.3.2.
Магнитная индукция спинки
4.3.3. Напряженность магнитного поля (прил. 12)
4.3.4. Средняя длина пути магнитного потока (9-166)
4.3.5. МДС для спинки статора (11-68)
4.4. Зубцы полюсного наконечника
4.4.1. Магнитная индукция в зубцах полюсного наконечника (11-69)
4.4.2.
Напряженность магнитного поля
в зубцах полюсного
4.4.3. Средняя длина пути магнитного потока в зубцах полюсного наконечника (11-70)
4.4.4.
МДС для зубцов полюсного
4.5. Полюсы
4.5.1. Высота полюсного наконечника (11-83)
4.5.2.
Расстояние между боковыми
4.5.3. Длина пути магнитного потока в полюсе (11-87)
4.5.4.
Коэффициент магнитной
4.5.5.
Коэффициент магнитной
4.5.6.
Коэффициент магнитной
полюсных наконечников (11-85)
4.5.7.
Коэффициент магнитной
4.5.8. МДС для статора и воздушного зазора (11-91)
4.5.9.
Магнитный поток рассеяния
4.5.10.
Коэффициент рассеяния
4.5.11. Расчетная площадь поперечного сечения сердечника полюса (11-94)
4.5.12. Магнитный поток в сердечнике полюса (11-95)
4.5.13.
Магнитная индукция в
4.5.14. Напряженность магнитного поля в сердечнике полюса (прил. 21)
4.5.15. Длина пути магнитного потока в полюсе (11-82)
4.5.16. МДС для полюса (11-104)
4.5. Спинка ротора
4.5.1. Расчетная площадь поперечного сечения спинки ротора (11-105)
4.5.2. Среднее значение индукции в спинке ротора (11-106)
4.5.3. Напряженность магнитного поля в спинке ротора (прил. 21)
4.5.4. Средняя длина пути магнитного потока в спинке ротора (11-107)
4.5.5. МДС для спинки ротора (9-170)
4.6. Воздушный зазор в стыке полюса
4.6.1. Зазор в стыке (11-108)
4.6.2. МДС для зазора в стыке между сердечником полюса и полюсным наконечником (11-109)
4.6.3. Суммарная МДС для полюса и спинки ротора (11-117)
4.7. Общие параметры магнитной цепи
4.7.1. Суммарная МДС магнитной цепи (11-111)
4.7.2. Коэффициент насыщения магнитной цепи (11-112)
Таблица - Характеристики холостого
хода
|
0,5 |
1,0 |
1,1 |
1,2 |
1,3 | ||||||||||
0,04101 |
0,08202 |
0,09022 |
0,07984 |
0,10662 | |||||||||||
B |
H |
F |
B |
H |
F |
B |
H |
F |
B |
H |
F |
B |
H |
F | |
Зазор между сердечником статора и полюсным наконечником |
0,45 |
1600,56 |
0,9 |
|
3201,1 |
0,99 |
|
3521,21 |
1,08 |
|
3841,34 |
1,17 |
|
4161,46 | |
Зубцы статора
|
0,68 |
5,64 |
18,5 |
1,36
|
8,2
|
26,9
|
1,496
|
28,9 |
94,79 |
1,632
|
45,5 |
149,24 |
1,768
|
110 |
360,8 |
Спинка статора
|
0,78 |
6,62 |
171,78 |
1,56
|
11,3
|
293,21
|
1,716 |
91,0 |
2361,27 |
1,872 |
171 |
4437,11 |
2,028 |
328 |
8510,94 |
Сердечник полюса
|
0,77 |
6,52 |
107,07 |
1,54 |
33,2 |
545,54 |
1,694 |
55,6 |
913,06 |
1,848 |
158 |
2594,68 |
2,002 |
290 |
4762,38 |
Зазор в стыке полюса и полюсного наконечника
|
0,77 |
112,11 |
1,54 |
224,2 |
1,694 |
246,65 |
1,848 |
269,07 |
2,002 |
291,49 | |||||
Спинка ротора
|
0,76 |
6,42 |
61,25 |
1,52 |
31 |
295,55 |
1,672 |
51,5 |
491,31 |
1,824 |
140 |
1335,6 |
1,976 |
265 |
2528,1 |