2. Выбор электромагнитных нагрузок и определение главных размеров синхронной машины

По заданным значениям номинальной мощности Р_ном и числа полюсов 2р по табл. 8.5 выбирают номер габарита двигателя. Эта таблица составлена по техническим данным современных серий синхронных явнополюсных машин, и ею можно пользоваться при проектировании аналогичных машин. При этом необходимо иметь в виду, что уменьшение номера

Таблица 8.5

Номинальная мощность, кВт	Номер габарита при числе полюсов 2p
	4	6	8	10	12	16	20	40
5,5 8,0 11,0 16,0 22,0 30 45 55 75 132 160 200 250 315 400 500 630 800 1000 1250 1600 2000 2500 3150 4000 5000	5 6 6 6 8 8 9 9 9 10 10 10 – – – – 14 14 14 – – – – – – –	– – – 8 8 8 9 9 10 10 – – 13 13 13 14 14 14 16 16 16 16 17 17 17 –	– – – – – – – – 10 – 13 13 13 13 14 14 14 16 16 16 17 17 17 – – –	– – – – – – – – – – 14 14 14 14 14 14 16 16 16 17 17 17 – – – –	– – – – – – – – – 14 14 14 14 14 17 16 16 17 17 17 17 – 18 – – –	– – – – – – – – – – – – – 17 17 17 17 17 17 18 19 – – – 20 –	– – – – – – – – – – – – – 17 17 17 – – – – – – 20 20 – 21	– – – – – – – – – – – – – – – – 20 20 – – 21 21 21 21 – 21

габарита относительно значения, принятого в табл 8.5, ведет к увеличению длины машины и уменьшению диаметра ротора. В итоге получают машину с улучшенными динамическими свойствами, но с худшими условиями охлаждения. И наоборот, увеличение номера габарита способствует уменьшению длины машины, а следовательно, увеличению диаметра ротора. При этом условия охлаждения машины улучшаются , а динаметрические свойства ухудшаются.

Выбрав номер габарита по табл. 8.5, определяем наружный диаметр сердечника статора (см. табл. 8.1). Затем находим внутренний диаметр статора, мм

, (8.1)

где коэффициент зависит от числа полюсов и принимает следующие значения:

	4	6	8	10	12	16	20	24
	1,52	1,42	1,46	1,32	1,30	1,25	1,20	1,38

Полученное значение округляют до целого числа и определяют полюсное деление, мм

. (8.2)

Расчетная мощность синхронного генератора, кВ∙А

, (8.3)

синхронного двигателя

, (8.4)

где – коэффициент, представляющий собой отношение ЭДС обмотки статора при номи-нальной нагрузки машины к номинальному напряжению .

Для синхронных генераторов, работающих с отстающим током статора при коэффициенте мощности , принимают , а для синхронных двигателей, работающих с опережающим током статора при , принимают .

Предварительное значение КПД принимают по табл. 8.2-8.4 или по каталогу в зависимости от выбора базовой машины.

Предварительные значения максимальной магнитной индукции в зазоре и линейной нагрузки статора для системы изоляции класса нагревостойкости B определяют по рис. 8.6. Если в проектируемой машине предполагается применение системы изоляции класса нагрево-стойкости , то принятое по рис. 8.6 значение следует умножить на 1,15.

Предварительное значение коэффициента полюсного перекрытия для синхронных машин . Коэффициент формы поля в значительной степени зависит от конфигурации полюсного наконечника ротора. При синусоидальном распределении магнитного поля в зазоре машины . Однако в синхронных машинах магнитное поле в зазоре несинусоидально. В современных синхронных машинах воздушный зазор под полюсами принимают неравномерным: на краях полюсных наконечников зазор делают больше зазора по оси полюсов (рис. 8.7, а). Обычно принимают эти зазоры такими, чтобы , что соответству-ет наибольшему приближению формы поля в зазоре к синусоиде.

Форма полюсного наконечника, обеспечивающего указанное распределение магнитного поля взазоре синхронной машины, определяется дугой, описываемой радиусом , проведенным из центра, лежащего на продольной оси полюса, мм,

, (8.5)

где – конструктивный коэффициент полюсного перекрытия: .

Для синхронных машин с неравномерным воздушным зазором произведение коэффициентов . В машинах мощностью до 50 кВт возможно применение равномерного зазора (рис. 8.7, б) и тогда .

Предварительное значение обмоточного коэффициента при двухслойной обмотке статора с относительным шагом и числе пазов на полюс и фазу принимают равным .

Затем по (4.14) определяют расчетную длину сердечника статора , мм, и, округлив ее до целого числа, определяют отношение

, (8.6)

В зависимости от числа полюсов 2pполученное значение должно находиться в пределах:

2p	4	6;8	10	12 и более
	0,7–1,3	0,8–1,6	1,0–2,0	1,2–2,3

Размеры активной части синхронной явнополюсной машины показаны на рис. 8.8.

При мм сердечник статора разделяют на пакеты радиальными вентиляционными каналами шириной мм (см. рис. 8.2 и 8.4). Обычно все пакеты делают одинаковой длины мм. Тогда конструктивная длина сердечника статора равна, мм

, (8.7)