Пример расчета синхронного генератора общепромышленного применения
Исходные данные
Номинальная мощность Рн = 480 кВт.
Номинальное линейное напряжение Uн = 230 В.
Номинальная частота вращения nн = 500 мин-1.
Частота f = 50 Гц.
Коэффициент мощности cosφн = 0,8.
Число фаз m = 3.
Охлаждение – воздушное, самовентиляцией.
Расчёт номинальных параметров
1. Номинальное фазное напряжение (при соединении обмотки статора в звезду Y)
В.
2. Номинальная полная мощность
В∙А.
3. Номинальный фазный ток
А.
4. Число пар полюсов
5. Расчётная мощность
В∙А.
Определение размеров статора
6. По рис. 1.1 для
кВ∙А при 2р
= 12 предварительно
находим внутренний диаметр статора D
= 0,92 м.
7. Внешний диаметр статора
Da=kДD = (1,28–1,33)∙0,92 = (1,17–1,22) м.
По табл. 1.1 kД = 1,28–1,33.
По табл. 1.2 ближайший нормализованный внешний диаметр статора Da = 1180 мм = 1,18 м (16-й габарит).
Высота оси вращения h = 0,63 м.
Уточняем внутренний диаметр статора
8. Полюсное деление
9. Расчетная длина статора.
По рис. 1.3 и 1.4 для τ = 0,236 м при 2р = 12 находим:
А=440∙102 А/м; Вδн = 0,89 Тл.
Задаемся: αδ =0,66; kВ=1,15; kоб1= 0,92; αδ∙kВ=0,66∙1,15=0,76, тогда
м.
10. Находим λ
По рис. 1.5 устанавливаем, что найденное значение λ лежит в пределах, ограниченных кривыми при р = 6.
11. Действительная длина статора
12. Число вентиляционных каналов при bК = 0,01м и
lпак = (0,04–0,05) м
Принимаем nК=6.
13. Длина пакета
м.
Округляем до целого мм: lпак=0,045 м.
14. Суммарная длина пакетов сердечника
Расчёт зубцовой зоны статора. Сегментировка
15. Число параллельных ветвей обмотки статора.
Так как Iнф = 1510 А > 200 А, то
Выбираем a1=6, что кратно 2р=12, при этом
Iнф ∙uп/ a1 = 1510∙6/6 = 1510 ≤ 3000А (величина uп – из п. 20)
16. Из рис. 2.1 (кривые 2) для τ =0,236 м находим:
t1min=0,031 м, t1max=0,035 м.
17. Максимальное число пазов (зубцов) магнитопровода статора
18. Минимальное число пазов (зубцов) магнитопровода статора
19. Число пазов магнитопровода статора.
Так как Da=1180 м > 990 мм, то статор выполняется сегментированным. В диапазоне Zlmax – Zlmin требованиям пп. 2.1–2.5 удовлетворяет число пазов Zl = 90; Zl/(ma1)=90/(3∙6)=5; q1=Zl/(2pm)=90/(2∙3∙6)=2,5, причем b=2, c=1, d=2, 2р/(a1d)=2∙6/(2∙6)=1, Zl=90=2∙3∙3∙5.
Тогда
20. Число проводников в пазу (предварительно)
Так как uп должно быть четным числом, принимаем uп=6.
Уточняем:
п. 9 –
;
п. 11 –
;
п. 13 –
,
где nк=6
–число каналов (п. 12). Принимаем lпак=
0,041м;
п. 14 – lст1=lпак(nк+1)=0,041∙7=0,287 м;
A=ZluпIнф/(πa1D) = =90∙6∙1510/(π∙6∙0,9) = 481∙102 А/м.
Длина хорды
Расчёт числа проводников в пазу uп, числа сегментов Sст, хорды Н и линейной нагрузки А сводим в табл. 1.
Таблица 1
Вариант |
Zl |
Sст |
Н, м |
Zs=Z1/Sст |
q1 |
a1 |
uп |
t1, м |
А, А/м |
1 |
90=2∙3∙3∙5 |
18 |
0,205 |
5 |
2,5 |
6 |
6 |
0,0314 |
481∙102 |
2 |
90=2∙3∙3∙5 |
9 |
0,404 |
10 |
2,5 |
6 |
6 |
0,0314 |
481∙102 |
3 |
90=2∙3∙3∙5 |
6 |
0,59 |
15 |
2,5 |
6 |
6 |
0,0314 |
481∙102 |
Наилучший результат дает 3-й вариант, который обеспечивает минимальные отходы при штамповке из стандартного листа размером 600×1500 мм.