Синхронные генераторы

Автор работы: Пользователь скрыл имя, 29 Января 2013 в 15:41, курсовая работа

Краткое описание

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.

Содержание

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

Прикрепленные файлы: 1 файл

Курсовая Син. Ген..doc

— 1.40 Мб (Скачать документ)

8.6.1. Обмотка возбуждения при разомкнутых обмотках статора и демпферной (11-198)

8.6.2. То же, при замкнутой обмотке  статора (11-199)

 

 

 

8.6.3. Демпферная обмотка при разомкнутых  обмотках статора и возбуждения  по продольной оси 

(11-200)

 

8.6.4. То же, по поперечной оси (11-201)

8.6.5. Демпферная обмотка по продольной  оси при разомкнутой обмотке  статора и замкнутой 

обмотке возбуждения (11-202)

8.6.6. То же, при короткозамкнутых обмотках  возбуждения и статора (11-203)

8.6.7. Демпферная обмотка по поперечной  оси при короткозамкнутой обмотке  статора (11-204)

8.6.8. Обмотка статора при короткозамкнутых  обмотках ротора (11-205)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

9. Потери и КПД

9.1. Зубцовое деление статора в максимальном сечении зубца (9-128)

9.2. Ширина  зубца в наиболее широкой части  (9-129)

9.3. Ширина зубца в средней части (9-130)

9.4. Расчетная  масса стали зубцов статора  (9-260)

9.5. Магнитные  потери в зубцах статора (9-251)

9.6. Масса  стали спинки статора (9-261)

9.7. Магнитные  потери в спинке статора (9-262)

9.8. Амплитуда  колебаний индукции (11-206)

9.9. Среднее  значение удельных поверхностных  потерь (11-207)

9.10. Поверхностные потери машины (11-208)

9.11. Суммарные магнитные потери (11-213)

9.12. Потери в обмотке статора (11-209)

9.13. Потери на возбуждение синхронной  машины (11-214)

9.14. Добавочные потери (11-215)

9.15. Механические потери на трение  в подшипниках и вентиляцию  (11-211)

9.16. Потери на трение щеток о  контактные кольца (11-212)

9.17. Полные механические потери (11-217)

9.18. Суммарные потери (11-218)

 

 

 

 

 

9.19. КПД при номинальной нагрузке (11-219)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

10. Характеристики машин

 

10.1. Общие данные

10.1.1. Повышение напряжения на зажимах  генератора (11-220)

10.1.2. ОКЗ

10.1.3. Кратность установившегося тока  КЗ (11-228)

10.1.4. Ударное значение тока (11-229)

10.1.5. Значение (11-224)

10.1.6. Значение (11-225)

10.1.7. Статическая перегружаемость (11-223)

 

10.2. Угловая характеристика

10.2.1. Уравнение угловой характеристики (11-221)

Рис. 7. Угловая характеристика.

 

11. Тепловой и вентиляционный  расчеты

11.1. Тепловые расчеты

11.1.1. Потери в основной и дополнительной  обмотках статора (11-247)

11.1.2. Потери на возбуждение синхронной  машины (11-214)

11.1.3. Условная внутренняя поверхность  охлаждения активной части статора  (9-379)

11.1.4. Условный периметр поперечного сечения прямоугольного открытого паза (9-381)

11.1.5. Условная поверхность охлаждения пазов (9-382)

11.1.6. Условная поверхность охлаждения  лобовых частей обмотки (9-383)

11.1.7. Условная поверхность охлаждения  двигателей без охлаждающих ребер  на станине (9-384)

 

11.1.8. Удельный тепловой поток от  потерь в активной части обмотки  и от потерь в стали, 

отнесенных к внутренней поверхности охлаждения активной части статора (9-386)

   

11.1.9. Удельный тепловой поток от  потерь в активной части обмотки, отнесенных к поверхности охлаждения пазов (9-387)

 

11.1.10. Удельный тепловой поток от  потерь в лобовых частей обмотки,  отнесенных к поверхности охлаждения лобовых частей обмотки (9-388)

11.1.11. Окружная скорость ротора (9-389)

11.1.12. Превышение температуры внутренней  поверхности активной части статора  над 

температурой  воздуха внутри машины (9-390)

11.1.13. Одностороння толщина изоляции  в пазу статора (пар. 9-13)

11.1.14. Перепад температуры в изоляции  паза (9-392)

11.1.15. Превышение температуры наружной  поверхности лобовых частей обмотки  над температурой воздуха внутри машины (9-393)

11.1.16. Перепад температуры в изоляции  паза (9-395)

11.1.17. . Среднее превышение температуры  обмотки над температурой воздуха  внутри машины 

(9-396)

11.1.18. . Потери в двигателе передаваемые  воздуху внутри двигателя

 

11.1.19. Среднее превышение температуры  воздуха внутри двигателя над  температурой наружного воздуха

11.1.20. Среднее превышение температуры  обмотки над температурой наружного воздуха

11.2. Обмотка возбуждения

11.2.1. Условная поверхность охлаждения  однослойных катушек (11-249)

11.2.2. Удельный тепловой поток от  потерь в обмотке, отнесенных  к поверхности охлаждения

  обмотки (11-250)

11.2.3. Коэффициент теплоотдачи катушки  (пар. 11-13)

11.2.4. Превышение температуры наружной  поверхности охлаждения обмотки  (11-251)

11.2.5. Перепад температуры в наружной и внутренней изоляции многослойных катушек из изолированных проводов (11-252)

11.2.6. Среднее превышение температуры  обмотки над температурой воздуха  внутри машины (11-253)

11.2.7. Среднее превышение температуры обмотки над температурой наружного охлаждающего воздуха (11-254)

11.3. Вентиляционный расчет

Принята радиальная система вентиляции

11.3.1. . Необходимый расход воздуха

                                                                     

11.3.2 Коэффициент, зависящий от частоты вращения (5-40)

11.3.4 Приближенный расход воздуха (5-39)

11.3.13. Действительный напор воздуха (5-41)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

12. Масса и динамические показатели

12.1. Масса

12.1.1. Масса стали сердечника статора  (11-255)

12.1.2. Масса стали полюсов (11-256)

12.1.3. Масса стали сердечника ротора (11-257)

12.1.4. Суммарная масса активной стали  статора и ротора (11-258)

12.1.5. Масса меди обмотки статора  (11-259)

12.1.6. Масса меди демпферной обмотки  (11-260)

12.1.7. Суммарная масса меди (11-261)

12.1.8. Суммарная масса изоляции (11-262)

12.1.9. Масса конструкционных материалов (11-264)

12.1.10. Масса машины (11-265)

12.2. Динамический момент инерции  ротора

 

12.2.1. Радиус инерции полюсов с катушками  (11-266)

12.2.2. Динамический момент инерции  полюсов с катушками (11-267)

12.2.3. Динамический момент инерции  сердечника ротора (11-268)

 

12.2.4. Масса вала (11-269)

12.2.5. Динамический момент инерции вала (11-270)

12.2.6. Суммарный динамический момент  инерции ротора (11-271)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Заключение

Синхронные машины применяются  во многих отраслях народного хозяйства, в частности, в качестве генераторов в передвижных и стационарных электрических станциях, двигателей в установках не требующих регулирования частоты вращения или нуждающихся в постоянной частоте вращения.

Наиболее  распространена конструктивная схема  синхронной машины с вращающимся ротором, на котором расположены явновыраженные полюсы. Иногда явнополюсные синхронные машины малой мощности выполняют по конструктивной схеме машин постоянного тока, то есть с полюсами, расположенными на статоре, коллектор заменяется контактными кольцами.

Синхронные  двигатели серии СД2 и генераторы серии СГ2 изготавливают мощностью  от 132 до 1000 кВт, при высоты оси вращения до 450 мм, в защищенном исполнении IP23, с самовентиляцией IC01, с частотой вращения от 500 до 1500 об/мин.

Электрические машины серий СД2 и СГ2 рассчитаны на продолжительный режим работы. Их возбуждение осуществляется от устройства, питающегося от дополнительной обмотки, заложенной в пазы статора.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Литература

1. Гольдберг О.Д., Гурин Я.С., Свириденко И.С.  Проектирование электрических машин: Учеб.. для втузов – М.: Высш. шк., 2001.- 430 с.

2. Копылов И. П. Электрические машины: Учеб. Для вузов. – 2-е изд., перераб. – М.: Высш. шк.;

логос; 2000. – 607 с.

3. Кацман  М. М. Электрические машины: Учеб. для учащихся электротехн. спец. техникумов. - 

2-у  изд., перераб. и доп. – М.:Высш. шк., 1990. – 463с.: ил.

         

 

 

 

 

 

         

КФ УГАТУ.140205.5007.26.ПЗ

Лист

           
 

Лист

№ докум

Подп.

Дата.


 


Информация о работе Синхронные генераторы