Производство синхронных машин
Проектирование синхронных генераторов Marathon Electric, состоящих из главного статора и ротора, статора и ротора возбудителя, вращающегося выпрямителя и регулятора напряжения. Характеристики и механический расчет синхронных двигателей серии Magnaplus.
Рубрика | Физика и энергетика |
Вид | курсовая работа |
Язык | русский |
Дата добавления | 19.09.2012 |
Размер файла | 2,0 M |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
ВВЕДЕНИЕ
Курсовой проект хотелось бы начать с общего обзора производства синхронных машин. Здесь представлены лишь не многие разработки отечественной и зарубежной промышленности:
Генераторы синхронные серии MAGNAPLUS
Синхронные генераторы Marathon Electric являются бесщеточными самовозбуждающимися при помощи регулятора напряжения синхронными бесщеточными генераторами переменного тока. Генератор состоит из шести основных компонентов: главный статор (якорь), главный ротор (поле), статор возбудителя (поле), ротор возбудителя (якорь), вращающийся выпрямитель и регулятор напряжения.
синхронный генератор статор ротор
Генераторы синхронные Leroy Somer
Синхронные генераторы LEROY-SOMER являются признанными лидерами по весо-габаритным характеристикам, что обеспечивает им широкое применение на морских и речных судах, буровых платформах, в мобильных источниках питания буровых установок и вахтовых поселков.
Отличные переходные характеристики синхронных бесщеточных генераторов LEROY-SOMER позволяют применять серийные модели трехфазных генераторов для широкого спектра задач от производства электроэнергии до питания тирристорных нагрузок в телекоммуникациях.
Генераторы синхронные STAMFORD
Модельный ряд синхронных генераторов переменного тока STAMFORD включает в себя 4-х, 2-х и 6-и полюсные низковольтные генераторы, а также 4-х и 6-ти полюсные генераторы, вырабатывающих среднее и высокое напряжение. Возможно исполнение генераторов как с системой самовозбуждения, так и с постоянным магнитом.
Генераторы синхронные серии ME
Синхронные генераторы серии МЕ являются бесщеточными самовозбуждающимися при помощи регулятора напряжения синхронными генераторами переменного тока. Генератор состоит из шести основных компонентов: главный статор (якорь), главный ротор (поле), статор возбудителя (поле), ротор возбудителя (якорь), вращающийся выпрямитель и регулятор напряжения.
Серия БГ производства ОАО "Баранчинский электромеханический завод им.Калинина"
Предназначены для продолжительного режима работы в стационарных и передвижных электроустановках в качестве источника трехфазного тока аварийного электроснабжения; быстрого ввода в действие и приема нагрузки; параллельной работы с промышленной сетью и другими генераторами; специального электроснабжения потребителей, требующих высокое качество электрической энергии.
Это лишь небольшая часть того, что представлено сейчас в каталогах. Мировая промышленность ежедневно разрабатывает новые решения проблем, которые ставят перед ней потребители. От современного инженера - проектировщика сегодня требуется не только понимание алгоритма разработки электрической машины, но и свободное владение программными средствами, которые существенно упрощают трудоемкие процессы расчетов, а так же дают возможность с требуемой точностью выбрать геометрию и энергетику машины.
ТЕХНИЧЕСКИЙ ПРОЕКТ
1. Номинальные параметры
1.1 Номинальное фазное напряжение (предполагая, что обмотка статора будет соединена в звезду)
(1)
1.2 Номинальная полная мощность
(2)
Принимаем предварительно КПД двигателя:
1.3 Номинальный фазный ток
(3)
1.4 Число пар полюсов
(4)
Принимаем отношение ЭДС в якоре при номинальной нагрузке к номинальному напряжению:
1.5 Расчётная мощность
(5)
2. Размеры статора
Принимаем внутренний диаметр статора: Принимаем согласно рекомендации
Внутренний диаметр статора:
(6)
.
Принимаем 15 габарит с высотой оси вращения и диаметром ;
Производим пересчёт диаметра D
(7)
Полюсное деление:
(8)
Для ф =0,141 м и р=5 находим
Задаемся: ; ; .
Расчётная длина статора:
(9)
Определяем отношение :
(10)
Полученное значение коэффициента лежит в допустимых пределах.
Действительная длина статора:
(11)
Принимаем согласно рекомендации ширину вентиляционного канала: и длину пакетов между вентиляционными каналами lпак=0,048м.
Число вентиляционных каналов:
(12)
Принимаем
Длина пакета:
(13)
Суммарная длина пакетов сердечника:
(14)
3. Зубцовая зона статора. Сегментировка статора
Так как , то принимаем число параллельных ветвей обмотки статора
Принимаем пределы изменения зубцового деления для ф =0,2303 м:
Пределы изменения числа зубцов:
(15)
(16)
Принимаем , как удовлетворяющее наибольшему числу требований. Так как Dа < 990 мм, то статор можно не сегментировать.
Уточняем зубцовое деление:
(17)
Число проводников в пазу:
(18)
Принимаем uП = 20.
Уточняем линейную нагрузку
(19)
Расхождение уточнённого значения линейной нагрузки с ранее принятым не превышает 5%.
Число пазов на полюс и фазу:
(20)
4. Пазы и обмотка статора
Предварительная ширина паза:
(21)
Принимаем класс нагревостойкости изоляции В.
Принимаем произведение линейной нагрузки машины и плотности тока в обмотке статора:
Плотность тока в обмотке статора:
(22)
Сечение эффективного проводника обмотки статора:
(23)
Принимаем двухстороннюю толщину пазовой изоляции:
Возможная ширина изолированного проводника:
(24)
Принимаем провод марки ПЭТВП; двухсторонняя толщина изоляции ;
.
Допуск на разбухание изоляции по ширине паза:
(25)
Допуск на разбухание изоляции по высоте:
(26)
Технологический допуск на укладку:
Уточняем значение ширины паза:
(27)
Общая толщина изоляции на паз по высоте
Принимаем высоту клина:
Высота паза:
(28)
Эскиз паза статора показан на рисунке 1.
Уточняем плотность тока в обмотке статора:
(29)
Принимаем для магнитопровода статора электротехническую сталь марки 2013; листы статора лакированные; толщина 0,5 мм; коэффициент заполнения пакета статора сталью
Проверяем индукцию в зубце статора:
(30)
Высота спинки статора:
(31)
Проверяем индукцию в спинке статора:
(32)
Значения индукций зубцов и спинки статора находятся в допустимых пределах.
Принимаем коэффициент добавочных потерь:
Теплопроводность изоляции для некомпаудированной изоляции:
Перепад температуры в изоляции паза:
(33)
Перепад температуры в изоляции паза допустимый,
Градиент температуры в пазовой изоляции:
(34)
В результате проверки максимальной индукции в зубцах и спинке статора, а также перепада температуры в пазовой изоляции, установлено, что размеры паза выбраны удачно.
Рисунок 1 - Эскиз птатора
Эффективные витки в фазе обмотки статора:
(35)
Шаг обмотки статора:
(36)
Принимаем
Укорочение шага обмотки статора:
(37)
Коэффициент укорочения шага обмотки статора:
(38)
Коэффициент распределения обмотки статора:
(39)
Обмоточный коэффициент:
(40)
Схема обмотки статора представлена на рисунке 2.
5. Воздушный зазор и полюса ротора
Принимаем кратность максимального момента , находим синхронное индуктивное сопротивление по продольной оси
Максимальная индукция в воздушном зазоре при холостом ходе и номинальном возбуждении:
(41)
Приближённое значение воздушного зазора
(42)
Принимаем величину воздушного зазора под серединой полюса .
Зазор под краями полюса:
(43)
Среднее значение воздушного зазора:
(44)
Ширина полюсного наконечника: ,(45)
где конструктивный коэффициент полюсного перекрытия ,
Радиус дуги полюсного наконечника:
(46)
Принимаем высоту полюсного наконечника
Длина сердечника полюса и полюсного наконечника:
(47)
Принимаем толщину одной нажимной щётки полюса
Расчётная длина сердечника полюса:
(48)
Предварительная высота полюса:
(49)
Принимаем коэффициент, зависящий от высоты полюсного наконечника
Коэффициент рассеяния полюсов:
(50)
Полюсы выполнены из стали марки 1211; листы толщиной 1 мм; коэффициент заполнения полюса сталью
Принимаем индукцию в сердечнике полюса
Ширина сердечника полюса:
(51)
Окружная скорость ротора:
(52)
, то принимаем крепление полюсов шпильками к ободу магнитного колеса.
Длина ярма (обода) ротора:
(53)
Выбрано т.к. машина мощностью более 100кВт.
Минимальная высота ярма ротора:
(54)
Принимаем индукцию в ярме ротора
6. Пусковая обмотка
Принимаем число стержней пусковой обмотки Материал стержня - медь.
Поперечное сечение стержня пусковой обмотки:
(55)
Диаметр стержня:
(56)
Принимаем диаметр стержня , тогда:
Принимаем расстояние между крайним стержнем и краем полюсного наконечника
Зубцовый шаг на роторе:
(57)
Проверяем условия правильности выбора зубцового шага ротора:
Пазы ротора выбираем круглые, полузакрытые.
Диаметр паза ротора:
(58)
Раскрытие паза
Длина стержня:
(59)
Сечение короткозамыкающего сегмента:
(60)
7. Расчёт магнитной цепи
По рис. 7-21 /1/ при дm/д=1,5, б=0,7 и находим
Магнитный поток в воздушном зазоре:
(61)
Определяем отношения:
(62)
(63)
Уточняем значение расчётной длины статора:
(64)
Индукция в воздушном зазоре:
(65)
Коэффициент воздушного зазора для статора:
(66)
Коэффициент воздушного зазора для ротора:
(67)
Коэффициент воздушного зазора:
(68)
Магнитное напряжение воздушного зазора:
(69)
Зубцовый шаг статора на высоте от его коронки:
(70)
Ширина зубца статора на высоте от его коронки:
(71)
Индукция в сечении зубца на высоте :
(72)
Магнитное напряжение зубцов статора:
(73)
Индукция в спинке статора:
(74)
Средняя длина магнитной линии спинки статора:
(75)
Магнитное напряжение ярма статора:
,(76)
где -- коэффициент, учитывающий неравномерное распределение индукции по поперечному сечению спинки статора,
Высота зубца ротора:
(77)
Ширина зубца ротора на высоте от его коронки:
(78)
Индукция в зубце ротора:
(79)
Магнитное напряжение зубцов ротора:
(80)
Удельная магнитная проводимость рассеяния между внутренними поверхностями сердечников полюсов
(81)
Определяем коэффициенты:
(82)
(83)
(84)
Удельная магнитная проводимость между внутренними поверхностями полюсных наконечников:
(85)
Удельная магнитная проводимость рассеяния между торцевыми поверхностями:
(86)
Удельная магнитная проводимость для потока рассеяния на одну сторону полюса:
(87)
Магнитное напряжение воздушного зазора, статора и зубцов полюсного наконечника:
(88)
Поток рассеивания между торцевыми поверхностями полюсов:
(89)
Поток в сечении полюса у его основания:
(90)
Индукция в полюсе:
(91)
Расчётная длина силовой линии в полюсе:
(92)
Магнитное напряжение полюса:
(93)
Если индукция , то следует учесть изменение потока по высоте полюса.
Поток у основания полюса:
(94)
Поток у полюсного наконечника:
(95)
Поток в среднем сечении полюса:
(96)
Индукция в основании полюса:
(97)
Индукция у полюсного наконечника:
(98)
Индукция в среднем сечении:
(99)
Расчётное значение напряжённости магнитного поля полюса:
(100)
Магнитное напряжение воздушного зазора между полюсом и ярмом ротора:
(101)
Индукция в ободе магнитного колеса:
(102)
Средняя длина магнитной линии обода магнитного колеса:
(103)
Магнитное напряжение в ободе магнитного колеса:
(104)
Магнитное напряжение сердечника полюса, ярма ротора и воздушного зазора между полюсом и ярмом:
.(105)
МДС обмотки возбуждения на один полюс:
(106)
.
Проводим расчет для Результаты расчёта магнитной цепи сводим в таблицу.
При переводе магнитных напряжений Fдza , Fmj и потока Фm в относительные единицы за базовые значения соответственно приняты МДС Fв0 и Ф при Е1*=1.
По данным таблицы расчёта магнитной цепи построены характеристика холостого хода .
Таблица 2 -- Результаты расчёта магнитной цепи
Параметр |
и |
|||||
0,5 |
1,0 |
1,1 |
1,2 |
1,3 |
||
1732.1 |
3464.1 |
3810.5 |
4156.9 |
4503.3 |
||
0,0275 |
0,055 |
0,0605 |
0,066 |
0,0715 |
||
0.4158 |
0,8317 |
0,9148 |
0,998 |
1.081 |
||
1169.8 |
2339.6 |
2573.6 |
2807.6 |
3041.5 |
||
0,8026 |
1.6052 |
1,7657 |
1,9262 |
2.0868 |
||
255,9 |
6986,6 |
19819 |
41650 |
129380 |
||
15,3 |
416,4 |
1181,2 |
2482,3 |
7711 |
||
0,5509 |
1,1 |
1,212 |
1.322 |
1.4324 |
||
0,6239 |
0,502 |
0,4439 |
0,392 |
0,3478 |
||
131,6 |
503,97 |
774,56 |
1365,2 |
2219,4 |
||
11,8 |
36,6 |
49,75 |
77,4 |
111,684 |
||
0,63 |
1,269 |
1,396 |
1,5232 |
1,65 |
||
311,54 |
989,41 |
1469,2 |
2597,3 |
5350,4 |
||
2,8 |
9 |
13,4 |
23,6 |
48,68 |
||
1199,8 |
2801,6 |
3817,9 |
5391 |
10913 |
||
0,0045 |
0,0105 |
0,0143 |
0,0203 |
0,041 |
||
0,032 |
0,0651 |
0,0739 |
0,084 |
0,103 |
||
0,81 |
1,66 |
1,89 |
2.18 |
2.85 |
||
412,86 |
5382,7 |
16725 |
52623 |
367870 |
||
73,4 |
458,78 |
1260,2 |
3872,2 |
9058,7 |
||
202.96 |
415.4 |
474,48 |
546,8 |
713,12 |
||
0,5799 |
1,19 |
1,35 |
1,56 |
2,03 |
||
285,7 |
808,98 |
1202,5 |
2578,2 |
16115 |
||
14,5 |
41,8 |
64,7 |
163,7 |
1743,7 |
||
290,8 |
915,9 |
1799,4 |
4582,7 |
11516 |
||
1490,6 |
3717,6 |
5617,4 |
9973,7 |
22429 |
||
0.401 |
1 |
1,5 |
2,6 |
6 |
||
0,582 |
1,19 |
1,36 |
1,568 |
2,045 |
||
0,078 |
0,2464 |
0,484 |
1,23 |
3,09 |
||
0,32 |
0,75 |
1.027 |
1.45 |
2.9 |
||
0,082 |
0.19 |
0.26 |
0.37 |
0,745 |
Рисунок 3 - Характеристика холостого хода
8. Параметры обмотки статора для установившегося режима
Принимаем допустимое расстояние между медью проводников соседних катушек
Принимаем вылет прямолинейной части катушек из паза
Длина лобовой части обмотки статора:
(107)
Средняя длина витка обмотки статора:
(108)
Активное сопротивление обмотки статора при :
(109)
Активное сопротивление обмотки статора при :
(110)
Базовое сопротивление:
(111)
Активное сопротивление обмотки статора в относительных единицах:
(112)
По эскизу паза статора определяем:
Определяем коэффициенты:
(113)
(114)
Коэффициент магнитной проводимости между стенками паза:
(115)
Принимаем согласно рекомендации коэффициент
Коэффициент магнитной проводимости по коронкам зубцов:
(116)
Коэффициент магнитной проводимости пазового рассеяния:
(117)
Коэффициент проводимости лобового рассеяния:
(118)
Коэффициент магнитной проводимости дифференциального рассеивания:
(119)
Индуктивное сопротивление рассеяния фазы статора:
(120)
Индуктивное сопротивление рассеивания в относительных единицах:
(121)
Амплитуда первой гармоники МДС реакции якоря:
(122)
Коэффициент, учитывающий влияние магнитных напряжений стали и зазора между полюсом и ярмом для ненасыщенной машины ( и определяется при ):
(123)
Принимаем коэффициенты
Индуктивное сопротивление продольной реакции якоря ( определяется при ):
(124)
Индуктивное сопротивление поперечной реакции якоря:
(125)
Синхронное индуктивное сопротивление по продольной оси:
(126)
Синхронное индуктивное сопротивление по поперечной оси:
(127)
9. МДС обмотки возбуждения при нагрузке
На рисунке 4 построена векторная диаграмма. Из неё определяем:
Из зависимости для находим:
Принимаем:
Амплитуда первой гармоники МДС реакции якоря в относительных единицах:
(128)
Определяем составляющую МДС:
(129)
Из частичной характеристики (рисунок 6) по находим:
Из векторной диаграммы определяем модуль результирующей ЭДС по продольной оси: ;
По характеристике определяем для :
МДС продольной реакции якоря:
(130)
Определяем сумму МДС:
(131)
По характеристике для находим:
Поток полюса:
(132)
Из характеристики для находим
МДС обмотки возбуждения при номинальной нагрузке:
(133)
МДС обмотки возбуждения при номинальной нагрузке в физических единицах:
(134)
10. Обмотка возбуждения
Для питания обмотки возбуждения выбираем тиристорное возбудительное устройство ТВУ-65-320 . Напряжение на кольцах с учётом переходного падения напряжения в щёточном контакте принимаем .
Расчётное значение МДС обмотки возбуждения:
(135)
Удельное сопротивление меди при рабочей температуре обмотки класса изоляции B:
Принимаем одностороннюю толщину изоляции полюса
Для однорядной обмотки возбуждения принимаем ширину проводника обмотки
Расстояние от центра закругления с радиусом r до края штампованной части листа полюса:
Предварительная средняя длина витка обмотки возбуждения для однорядной обмотки с лобовой частью в виде полуокружности:
(136)
Предварительное значение сечения проводника обмотки возбуждения:
(137)
Принимаем плотность тока в обмотке возбуждения:
Ток возбуждения:
(138)
Число витков обмотки возбуждения:
(139)
Принимаем медный провод размерами площадью поперечного сечения
Из эскиза межполюсного окна (рисунок 7) находим минимальное расстояние между катушками соседних полюсов - что удовлетворяет условию охлаждения обмотки возбуждения.
Уточняем плотность тока в обмотке возбуждения:
(140)
Полученное значение плотности тока не превышает ранее принятое более чем на . Превышение температуры обмотки возбуждения:
Для однорядных обмоток при изоляции класса нагревостойкости В допустимое превышение температуры равно . Полученное значение не превышает допустимого значения.
Уточняем значение высоты полюса:
Активное сопротивление обмотки возбуждения:
Активное сопротивление обмотки возбуждения при :
(144)
Напряжение на кольцах обмотки возбуждения при номинальной нагрузке и :
(145)
Коэффициент запаса возбуждения:
(146)
На рисунке 7 представлен эскиз междуполюсного окна.
Рисунок 7- эскиз междуполюсного окна
11. Параметры и постоянные времени
Определим сумму :
(148)
Индуктивное сопротивление обмотки возбуждения:
(149)
Индуктивное сопротивление рассеивания обмотки возбуждения:
(150)
Коэффициент проводимости пазового рассеяния ротора:
(151)
Коэффициент проводимости дифференциального рассеивания ротора:
(152)
Принимаем коэффициенты приведения
Коэффициент проводимости короткозамыкающих колец по продольной оси:
(153)
Коэффициент проводимости короткозамыкающих колец по поперечной оси:
(154)
Принимаем коэффициент распределения для успокоительной (пусковой) обмотки:
Индуктивное сопротивление рассеивания демпферной (пусковой) обмотки по продольной оси:
(155)
Индуктивное сопротивление рассеивания демпферной (пусковой) обмотки по поперечной оси:
(156)
Активное сопротивление обмотки возбуждения при :
(157)
Принимаем отношение удельных сопротивлений материала стержня и кольца к удельному сопротивлению меди
Активное сопротивление пусковой обмотки по продольной оси при :
(158)
Активное сопротивление пусковой обмотки по поперечной оси при :
(159)
12. Масса активных материалов
Ширина зубца статора на высоте от его коронки:
(160)
Масса зубцов статора:
(161)
Масса ярма статора:
(162)
Масса меди обмотки статора:
(163)
Масса меди обмотки возбуждения:
(164)
Масса меди стержней пусковой обмотки:
(165)
Масса меди короткозамыкающих колец:
(166)
Масса стали полюсов:
(167)
Масса стали обода ротора:
(168)
Полная масса меди:
(169)
Полная масса активной стали:
(170)
13. Потери и КПД
Основные электрические потери в обмотке статора:
(171)
Потери на возбуждение:
(172)
Принимаем удельные потери в стали марки 2013 при индукции 1 Тл и частоте перемагничивания :
Принимаем коэффициент, учитывающий увеличение потерь из-за частичного замыкания листов, вследствие наличия заусенцев, а также изменения структуры стали при штамповке:
Магнитные потери в ярме магнитопровода статора:
(173)
Магнитные потери в зубцах магнитопровода статора:
(174)
Механические потери:
(175)
Принимаем для полюсов при толщине листов 1 мм коэффициент
Определяем значение индукции:
(176)
Потери на поверхности полюсных наконечников при холостом ходе, из-за колебания индукции вследствие зубчатого строения статора:
(177)
Активная мощность, подводимая к двигателю при номинальной нагрузке:
(178)
Добавочные потери при нагрузке:
(179)
Общие потери при номинальной нагрузке:
(180)
Коэффициент полезного действия:
(181)
14. Превышение температуры обмотки статора
Удельный тепловой поток на внутренней поверхности статора:
(182)
Принимаем коэффициент теплоотдачи
Превышение температуры внешней поверхности статора над температурой охлаждающего воздуха:
(183)
Удельная проводимость меди при :
Периметр паза статора без учёта клина (по эскизу паза):
Плотность теплового потока с внешней поверхности лобовых частей:
(184)
Превышение температуры внешней поверхности лобовых частей обмотки статора над температурой охлаждающего воздуха:
(185)
Перепад температуры в пазовой изоляции обмотки статора (рассчитывалось ранее):
Среднее превышение температуры обмотки статора:
(186)
Среднее превышение температуры обмотки статора не превышает допустимых значений.
15 Характеристики двигателя
15.1 Угловая характеристика
По продолжению прямолинейной части характеристики холостого хода для находим
Определяем отношение:
(187)
Принимаем коэффициент, учитывающий реактивные составляющие мощности и момента, обусловленные неодинаковыми индуктивными сопротивлениями :
Статическая перегружаемость:
(188)
Статическая перегружаемость синхронного двигателя больше минимального допустимого значения.
Аналитическое выражение угловой характеристики :
(189)
На рисунке 8 представлены угловые характеристики.
Рисунок 8 - Угловая характеристика
15.2 U - образная характеристика
U - образные характеристики строятся по векторным диаграммам для трёх значений мощности:
За базовое значение мощности принята полная мощность: за базовое значение тока принят номинальный ток
Результаты расчёта сведены в таблицу 4.
Таблица 4 - Результаты расчёта для построения U - образных характеристик
1,0365 |
1,029 |
1.0045 |
||
1,3 |
1,28 |
1,21 |
||
0,0024 |
0,0023 |
0,0022 |
||
0,94 |
0,95 |
0,96 |
||
0,7 |
0,71 |
0,72 |
||
0,42 |
0,418 |
0,411 |
||
0.98 |
0,97 |
0,93 |
||
0.72 |
0.69 |
0,59 |
||
41.6 |
38.45 |
26.85 |
||
0,6959 |
0,6536 |
0,51 |
||
1,41 |
1,34 |
1,11 |
||
0,35 |
0,34 |
0,28 |
||
1,347 |
1,3167 |
1,06 |
||
0,465 |
0,4225 |
0,428 |
||
1.88 |
1.76 |
1,39 |
По данным таблицы 4 на рисунке 9 построены U - образные характеристики.
Рисунок 9 - U-образные характеристики
15.3 Рабочие характеристики
Из рисунка 9 для находим токи статора для каждой мощности и проводим расчёт рабочих характеристик по формулам, приведённым в таблице 5. При расчёте потерь пересчитываются электрические потери в обмотке статора и добавочные потери. Остальные потери остаются неизменными.
Таблица 5 -- Рабочие характеристики
0,9 |
478.2 |
1 |
51.1 |
0,9 |
10.9 |
2.39 |
13.29 |
0,961 |
459.5 |
7314.8 |
|
0,5 |
265.6 |
0.59 |
30.2 |
0,844 |
3.84 |
1.32 |
5.16 |
0,96 |
255.2 |
4062 |
|
0,2 |
106.2 |
0.34 |
17.58 |
0,58 |
1.29 |
0.53 |
1.82 |
0,93 |
99.1 |
1578.1 |
По данным таблицы 5 на рисунке 10 построены рабочие характеристики.
15.4 Пусковые характеристики
Расчёт пусковых характеристик производим для скольжений В качестве примера ниже приводится расчёт при скольжении
Сопротивление добавочного резистора:
Приведённая проводимость обмотки возбуждения:
(190)
Приведённая проводимость успокоительной (пусковой) обмотки по продольной оси:
(191)
Полная приведённая проводимость по продольной оси:
(192)
Полное приведённое сопротивление по продольной оси:
(193)
Приведённая проводимость пусковой обмотки по поперечной оси:
(194)
Полная приведённая проводимость по поперечной оси:
(195)
Полное приведённое сопротивление по поперечной оси:
(196)
Пусковой ток статора прямого следования:
(197)
Пусковой ток обратного следования:
(198)
Полный пусковой ток статора:
(199)
Активная составляющая пускового тока статора прямого следования:
Пусковой момент
(200)
Аналогично расчёт проводится для других значений скольжений. Результаты расчёта пусковых характеристик сведены в таблицу 6.
Таблица 6 -- Пусковые характеристики
Параметр |
Скольжение |
|||||
0.3103-3.27j |
0.6-3.18j |
1.27-2.69j |
1.65-1.73j |
1.36-0.7j |
||
3.36-0.9j |
1.77-0.24j |
0.72-0.039j |
0.36-0.0098j |
0.18-0.0024j |
||
3.67-5.08j |
2.38-4.3j |
1.99-3.6008j |
2-1.2.6j |
1.54-1.6j |
||
0.094+0.13j |
0.098+0.18j |
0.117+0.2j |
0.18+0.24j |
0.31+0.32j |
||
0.094+0.24j |
0.098+0.28j |
0.117+0.32j |
0.18+0.35j |
0.31+0.43j |
||
1.46-3.67j |
1.08-3.15j |
1.022-2.77j |
1.19-2.26j |
1.1-1.5j |
||
6.9-1.96j |
3.6-0.5j |
1.5-0.084j |
0.75-0.02j |
0.37-0.005j |
||
6.9-3.7j |
3.67-2.22j |
1.5-1.79j |
0.75-1.73j |
0.37-1.7j |
||
0.11+0.06j |
0.2+0.12j |
0.27+0.33j |
0.21+0.49j |
0.12+0.55j |
||
0.11+0.165j |
0.2+0.226j |
0.27+0.44j |
0.21+0.59j |
0.12+0.66j |
||
2.8-4.1j |
2.2-2.5j |
1.04-1.64j |
0.53-1.49j |
0.27-1.45j |
||
2.14-3.9j |
1.64-2.8j |
1.03-2.2j |
0.86-1.87j |
0.69-1.49j |
||
0.67-0.23j |
0.55-0.33j |
0.008+0.56j |
-0.33+0.38j |
-0.42-0.035j |
||
4.451 |
3.26 |
2.43 |
2.06 |
1.65 |
||
0.71 |
0.643 |
0.566 |
0.5 |
0.42 |
||
5.16 |
3.9 |
3 |
2.57 |
2.06 |
||
2.38 |
1.82 |
1.144 |
0.96 |
0.76 |
По данным таблицы 6 на рисунке 11 построены пусковые характеристики.
Согласно расчёту пусковых характеристик:
пусковой момент
пусковой ток
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
В курсовом проекте спроектирован синхронный двигатель, отвечающий требованиям технического задания.
В расчётном проектировании были определены главные размеры, проведён расчёт магнитной цепи, угловых, U-образных, рабочих и пусковых характеристик, были определены потери и коэффициент полезного действия машины, проведен механический расчет. Номинальные данные спроектированного двигателя:
Р1н= 450 кВт;
Iнф= 51.13 А;
n=600 об/мин;
f=50 Гц;
зн=0,941.
Дальнейший анализ машины будет проводиться с помощью специальных программных средств типа AnSYS. Целью этого является оптимизация геометрии и энергетики машины.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
Проектирование электрических машин / Под ред. И. П. Копылова. -М.: Энергия,1980.- 495 с.
Справочник по электрическим машинам: В 2 т. / Под общ. ред. И. П. Копылова, Б. К. Клокова. Т. 1. - М.: Энергоатомиздат, 1989. - 688 с.
Гольдберг О. Д., Гурин Я. С., Свириденко И. С. Проектирование электрических машин: Учебник для втузов. - М.: Высш. Шк., 1984. - 431 с.
Гурин Я.С., Кузнецов Б.И. Проектирование серий электрических машин. - М.: Энергия, 1978. - 480 с., ил.
Курсовое проектирование. Организация, порядок проведения, оформление расчётно-пояснительной записки и графической части. СТП ВГТУ 001-98. - Воронеж: ВГТУ, 1998. - 48 с.
Размещено на Allbest.ru
Подобные документы
Системы возбуждения синхронных генераторов. Изменение величины выпрямленного напряжения. Системы автоматического регулирования возбуждения синхронных генераторов. Изменение тока возбуждения синхронного генератора. Активное сопротивление обмотки.
контрольная работа [651,7 K], добавлен 19.08.2014Конструкция, принцип работы силовых масляных трансформаторов, синхронных турбогенераторов, синхронных явнополюсных двигателей и асинхронных двигателей. Расчет установившейся работы в узле нагрузки и при пониженном напряжении, оценка работы оборудования.
курсовая работа [3,0 M], добавлен 17.11.2009Защита от однофазных замыканий на землю в обмотке статора синхронных генераторов как одна из важнейших видов защиты. Принцип действия устройства РЗ, расчет его уставок. Особенности защиты. Сравнительный анализ отечественных и зарубежных образцов РЗ.
курсовая работа [460,4 K], добавлен 21.08.2012Определение Z1, W1 и площади поперечного сечения провода обмотки статора. Расчет размеров зубцовой зоны статора и воздушного зазора. Напряжение на контактных кольцах ротора при соединении обмотки ротора в звезду. Сечение проводников обмотки ротора.
реферат [383,5 K], добавлен 03.04.2009Общие понятия и определение электрических машин. Основные типы и классификация электрических машин. Общая характеристика синхронного электрического двигателя и его назначение. Особенности испытаний синхронных двигателей. Ремонт синхронных двигателей.
дипломная работа [602,2 K], добавлен 03.12.2008Принцип действия вертикального синхронного двигателя. Конструкция крестовин и вала. Расчет сердечника статора. Синтез и оптимизация электромагнитного ядра на персональном компьютере. Оценка резервов мощности серии вертикальных синхронных двигателей.
курсовая работа [2,5 M], добавлен 11.10.2012Электромагнитная и электрическая схема синхронных машин. Конструкция явнополюсного ротора. Характеристика синхронного генератора, синхронное индуктивное сопротивление. Угловые характеристики и регулирование реактивной мощности, реактивный момент.
презентация [3,8 M], добавлен 09.11.2013Выбор главных размеров статора, ротора и короткозамыкающего кольца. Сопротивление обмотки короткозамкнутого ротора с закрытыми пазами. Масса двигателя и динамический момент инерции ротора. Вентиляционный расчет двигателя с радиальной вентиляцией.
курсовая работа [1,6 M], добавлен 15.10.2012Определение главных размеров электромагнитных загрузок, числа пазов статора и ротора, витков в фазе обмотки и зубцовой зоны. Расчет магнитной цепи статора и ротора. Параметры асинхронного двигателя. Определение потерь и коэффициента полезного действия.
курсовая работа [956,2 K], добавлен 01.06.2015Выбор обмоточных данных и тепловой и механический расчёт статора и ротора. Определение электромагнитных нагрузок, характеристик холостого хода, тока возбуждения в номинальном режиме, потерь и к.п.д., нажимного кольца, пальцев и стяжных рёбер статора.
курсовая работа [300,9 K], добавлен 24.12.2012