Расчет генератора постоянного тока - Курсовая работа

а) Номинальные величины: Номинальное фазное напряжение при соединении обмотки статора звездой: (1.1) Внутренний диаметр статора: По таблице 14.1 с.496 [1] находим для Рн=10 МВТ при косвенном воздушном охлаждении: Д=0.75 м; KB-коэффициент формы поля, принимаем KB=1.12; Принимаем для статора катушечную обмотку с шагом y»0.83t. Длина пакета статора: Принимаем l’=4.5 см.;Число пазов на полюс и на фазу: Принимаем q1=6; Для статора турбогенератора применяем двухслойную обмотку, имеющую шесть катушечных групп с шестью катушками в каждой. На фазу приходится две катушечные группы, соединяемые последовательно (а1=1). Принимаем U П1=4, Число последовательно соединенных витков фазы: (2.4) Принимая шаг обмотки 10 пазов имеем: Линейная нагрузка: (2.10)Принимаем турбогенератор без успокоительной обмотки. б) Зубцы и ярмо ротора. Принимаем l2=l1 0.1=2.245 0.125=2.37 м. На поверхности ротора выфрезировываются пазы для укладки в них проводников обмотки возбуждения, при этом часть его полюсного деления оставляется без пазов и образует большой зубец. Принимаем z2’=38 ; j=0.737, тогда z2=28 (см. Ширина паза: (3.8) где SH-коэффициент рассеяния ротора, принимаем SH=1.1;Намагничивающая сила обмотки возбуждения при номинальной загрузке. Намагничивающая сила обмотки возбуждения, эквивалентная намагничивающей силе якоря: FЭВ=FA’=KAFA; (4.1) или в относительных единицах: где: FA=2.7IHW1KO1=2.7*690*24*0.923=41269.2 Для нахождения FBH строим диаграмму Потье для турбогенератора, совмещенную с характеристикой холостого хода, используя найденные FA’ и XP (XP»0,1 о.е). Средняя длина витка обмотки возбуждения: LB2=2(l2 LЛ2); (4.4) где LЛ2-средняя длина лобовой части полувитка обмотки ротора: LЛ2=2С2 b2q2 C2’(q2-1) KJДСР-0.86(R b2/2) (4.5) где q2=z2/4 - число катушек на полюс, С2=60 мм., С2’=15 мм., R=35 мм.; (4.8) где h12»102 мм h12-высота паза, занятая проводниками и изоляции, имеющей двухстороннюю толщину DИЗ на проводник.Индуктивное сопротивление рассеяния обмотки статора: Xs=0.0548 о.е. Индуктивные сопротивления взаимной индукции по продольной и поперечной осям: (5.3) 6) Индуктивное сопротивление рассеяния обмотки возбуждения: XBS= XB-Xad=2.21-2.11=0.1 о.е. Индуктивное сопротивление обратной последовательности: X2» 1.22Xd’’=1.22*0.15=0.183 о.е.; (5.9) Постоянная времени затухания апериодической составляющей тока трехфазного короткого замыкания: (5.17)Масса стали статора: масса ярма статора: GC=SC*LC*2*p*JC; (6.1) где плотность стали JC=7650 кг/м3; Масса стали зубцов статора: GZ=z1*BZCP*НП1*LCT1* KC *JC; (6.3) где ширина зубца статора в среднем сечении: (6.4)Основные потери в стали: DPC=DPCC DPCZ; (7.1) где потери в стали ярма статора DPCC=КД*РСС*GC*10-3; (7.2) здесь КД - коэффициент, учитывающий дефекты при обработке и неравномерность распределения индукции в ярме: при Р>250 КВТ КД»1.3; (материал ярма статора) по таблице 2.2 с.20 [1] находим : р10/50=1.4 Вт/кг; BC=1.5 Тл. Потери в стали зубцов статора: DPCZ=KДZ*PCZ*GZ*10-3; (7.4) здесь: KДZ»1.7 при Р>250 КВТ Эти потери состоят из поверхностных и пульсационных, а также из потерь, обусловленных высшими гармониками кривой поля: Ориентировочно их можно принять: DPДОБ»0.1(DPCC DPCZ)=6.725 КВТ; (7.7) Потери на вентиляцию: DPB=DPTP’ DPTP’’ DPB’; (7.11) здесь потери от трения воздуха о бочку гладкого ротора и внутреннюю поверхность статора: DPTP’=57.3(Д’)4*l2=57.3(0.704)2*2.37=33.4 КВТ; (7.12) потери от трения воздуха о поверхности двух кольцевых бандажей: DPTP’’=57.3(ДК1)4*LK; (7.13) где ДК1 и LK - внешний диаметр и длина бандажа: ДК2» Д’-2(HK2 DИК DИD); (7.14) здесь: DИК - толщина прокладки под клин; DИК =(0.65?0.85)*10-2 м;Внешнюю характеристику строим при: IB=IBH=const=250 Отношение короткого замыкания (кратность тока короткого замыкания при «возбуждении холостого хода») По этим точкам строим характеристику короткого замыкания. Ударный ток короткого замыкания: (8.4) или в относительных единицах, если за базисные величины принять амплитуды номинальных тока и напряжения: (8.5) Для построения индукционной нагрузочной характеристики используем характеристику холостого хода генератора.

Содержание

Введение

1. Выбор основных размеров

2. Расчет обмотки статора

3. Расчет основных размеров ротора

4. Расчет обмотки возбуждения

5. Расчет параметров и постоянных времени

6. Масса активных материалов

7. Потери и КПД