Расчет синхронного генератора типа ВГС - Курсовая работа

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ БЕЛОРУССКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ «РАСЧЕТ СИНХРОННОГО ГЕНЕРАТОРА ТИПА ВГС»Гидрогенератор - электрическая машина, предназначенная для выработки электроэнергии на гидроэлектростанции. Обычно гидрогенератор представляет собой синхронную явнополюсную электрическую машину вертикального исполнения, приводимую во вращение от гидротурбины, хотя существуют и гидрогенераторы горизонтального исполнения (в том числе капсульные гидрогенераторы). Гидрогенераторы обычно имеют сравнительно малую частоту вращения (до 500 об/мин) и достаточно большой диаметр (до 20 м), чем в первую очередь определяется вертикальное исполнение большинства гидрогенераторов, так как при горизонтальном исполнении становится невозможным обеспечение необходимой механической прочности и жесткости элементов их конструкции.Номинальное фазное напряжение (предполагается, что обмотка статора соединена в звезду): (1) Коэффициент представляет собой отношение ЭДС в якоре при номинальной нагрузке к номинальному напряжению.2.1 [1])предварительно находим внутренний диаметр статора 2.2 [1]) ближайший нормализованный внешний диаметр статора (21-й габарит). 2.3 [1]) - линейная нагрузка статора , Тл - максимальное значение индукции в воздушном зазоре при номинальной нагрузке. Задаемся: Расчетная длина статора: м. Найденное значение лежит в допустимых пределах при .Число параллельных ветвей обмотки статора выбирается так, чтобы ток параллельной ветви не превышал 200А. Максимальное число пазов (зубцов) магнитопровода статора: (12) Число пазов магнитопровода статора: так как Da >990 мм, то статор выполняется сегментированным. В диапазоне требованиям удовлетворяет число пазов 210. Определяем число эффективных проводников в пазу un: (16)Поперечное сечение эффективного проводника обмотки статора (предварительно): (20) где , AJ1 - характеристикой тепловой нагрузки обмотки и зависит от класса нагревостойкости применяемой изоляции. Выбираем изоляцию катушек класса нагревостойкости В (по табл. Размеры проводников обмотки статора: принимаем, что эффективный проводник состоит из двух элементарных Марка провода ПЭТВСД с толщиной двусторонней изоляции =0,5 мм. Размеры медного проводника выбираем по справочнику (по табл. Ширина паза (уточненная): (23)Принимаем воздушный зазор под серединой полюса 0,0039 м (3,9 мм). Ширина полюсного наконечника (принимаем ): м. Расчетная длина сердечника полюса (принимаем м): м (43) Ширина полюсного сердечника (задаемся Тл; полюсы выполнены из стали Ст3 толщиной 1 мм): м (46)Число стержней успокоительной обмотки на полюсе . Поперечное сечение стержня успокоительной обмотки: м2. Выбираем м, тогда м2. Проверяем условия : Пазы ротора выбираем круглые, полузакрытые.Расчет магнитной цепи при холостом ходе машины выполняется для одной точки кривой намагничивания, соответствующей номинальному напряжению. Для магнитопровода статора выбираем сталь 1511 (ГОСТ 214273-75) толщиной 0,5 мм. Полюсы ротора выполняют из конструкционной стали Ст3 толщиной 1 мм. Толщину обода (ярма ротора) принимаем hj=74 мм (см. выше). Напряженность магнитного поля в спинке статора по кривой намагничивания стали 1511, таблица 7.4 [1] - Магнитное напряжение спинки статора, А: (65) где - длина магнитной силовой линии в спинке: Высота зубца ротора: (66)Длина лобовой части обмотки статора: (84) где В1 выбираем по таблице 8.1 [1]. Активное сопротивление обмотки статора в относительных единицах: (86) где Коэффициент магнитной проводимости пазового рассеяния: (88) Коэффициент магнитной проводимости между стенками паза по таблице 8.1 [1] Коэффициент, учитывающий влияние магнитных напряжений стали и зазора между полюсом и ярмом, приблизительно можно определить как: Индуктивное сопротивление поперечной реакции якоря в относительных единицах: (95) где по таблице 8.3 [1].Расчет МДС обмотки возбуждения выполняется на основании диаграммы Потье, совмещенной с характеристикой холостого хода. В качестве характеристики холостого хода в данном расчете используется нормальная ХХХ синхронной машины в относительных единицах, построенная на основании таблицы: 0 0,58 1,0 1,21 1,33 1,44 1,46 1,51 Точке ХХХ с координатами и соответствуют значения МДС и магнитного потока, полученные при расчете магнитной цепи для номинального напряжения при холостом ходе. соединяют начало координат с концом вектора и определяют вектор ЭДС от результирующего магнитного потока в воздушном зазоре машины в относительных единицах, которая определяет степень насыщения магнитной цепи машины; определяется значение МДС обмотки якоря при номинальном токе в относительных единицах, приведенная к обмотке возбуждения: , - вектор откладывается от полученной точки А на оси параллельно вектору тока , а его конец соединяется с началом координат; определяется вектор номинальной МДС возбуждения .Выбираем однорядную обмотку с лобовой частью в виде полуокружности.

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

1. НОМИНАЛЬНЫЕ ВЕЛИЧИНЫ

2. РАЗМЕРЫ СТАТОРА

3. ЗУБЦОВАЯ ЗОНА СТАТОРА. СЕГМЕНТИРОВКА

4. ПАЗЫ И ОБМОТКА СТАТОРА

5. ВОЗДУШНЫЙ ЗАЗОР И ПОЛЮСА РОТОРА

6. УСПОКОИТЕЛЬНАЯ ОБМОТКА

7. РАСЧЕТ МАГНИТНОЙ ЦЕПИ

8. ПАРАМЕТРЫ ОБМОТКИ СТАТОРА ДЛЯ УСТАНОВИВШЕГОСЯ РЕЖИМА

9. МАГНИТОДВИЖУЩАЯ СИЛА ОБМОТКИ ВОЗБУЖДЕНИЯ ПРИ НАГРУЗКЕ

10. ОБМОТКА ВОЗБУЖДЕНИЯ

11. ПАРАМЕТРЫ И ПОСТОЯННЫЕ ВРЕМЕНИ

12. МАССА АКТИВНЫХ МАТЕРИАЛОВ

13. ПОТЕРИ И КПД

14. ПРЕВЫШЕНИЕ ТЕМПЕРАТУРЫ ОБМОТКИ СТАТОРА