7Выбор генератора и определение его параметров

В работе примем подвесной тип генераторов, т.к. принятая синхронная частота вращения >150об/мин.

Реальная мощность в расчетной точке:

Синхронная частота вращения:

=230,8об/мин

Активная мощность генератора:

Определяем номинальную кажущуюся мощность генератора:

- коэффициент мощности, принятый условно для дальнейших расчетов.

Расчетная мощность вычисляется по формуле:

Где - коэффициент, зависящий от .

Число пар полюсов:

2p=2f60/n₀=2*50*60/230,8=26

Затем определяется удельная нагрузка, т. е. кажущаяся мощность, приходящаяся на один полюс:

где: - количество пар полюсов.

В генераторостроении существует понятие «полюсное деление» это длина внешней дуги обода ротора, приходящаяся на один полюс.

где: коэффициенты и взяты из таблицы 12.3 [2].

Для системы водяного охлаждения обмоток статора и непосредственно воздушного ротора А=0,451, =0,239.

Вычисляем диаметр ротора:

Необходимо проверить, не будет ли при этом диаметре превышаться предельная окружная скорость ротора в разгонном режиме, которая составляет м/с для генераторов кажущейся мощностью МВА.

Коэффициент разгона для турбины РО 75 равен 1,9 (таблица 1,7 [1]).

Условие выполнено.

Диаметр ротора не должен быть меньше диаметра Dш шахты турбины плюс некоторый запас для проведения монтажных работ, который для подвесных генераторов равен 0,6м.

Диаметр шахты турбины по конструктивным соображениям примем равным Dш=3,2м.

.

Предельная окружная скорость ротора в разгонном режиме:

Для нового диаметра ротора подсчитаем величину полюсного деления:

Для того чтобы определить длину активной стали , необходимо определить – коэффициент машины, зависящий от удельной нагрузки на полюс и способа охлаждения:

где: коэффициенты R и y взяты из таблицы 12.3 [2].

длина активной стали:

Принимаем =0,80м

Высота активной стали должна превышать полюсное деление в 1,5-4р:

, условие выполнено.

Маховый момент ротора генератора:

для 2р<32,

Принимаем основные размеры генератора:

Высота корпуса статора : ;

Диаметр корпуса статора:

Диаметр активной стали статора ;

Высота верхней крестовины ;

Диаметр лучей верхней крестовины ;

Высота подпятника м;

Диаметр кожуха подпятника ;

Диаметр шахты принимаем конструктивно ;

Высота нижней крестовины ;

Диаметр лучей нижней крестовины ;

Высота надстройки ;

Диаметр надстройки ;

Диаметр кратера ;

Минимальная ширина прохода:

Общая масса генератора:

где для подвесных генераторов

Масса ротора с валом составляет 50-55% общей массы генератора

По результатам расчета маркируем генератор СВ440/80–26.

По полученным результатам строим генератор (приложение №5).

8Определение параметров вала

Вал – одна из наиболее ответственных деталей гидроагрегата. Вал представляет собой цилиндрическую поковку из стали 40 или 20ГС с центральным осевым отверстием и с фланцами на концах.

Внешний диаметр вала вертикальных гидроагрегатов выбирается в зависимости от крутящего момента и округляется до ближайшего меньшего нормального размера:

где N – мощность, передаваемая валом, кВт;

n – номинальная частота вращения вала, об/мин.

,

По кривой на рис.IV.64 и табл. IV.38 стр.176 [3] принимаем внешний диаметр:

Внутренний диаметр

где - максимальное допустимое напряжение на кручение, =450кг/см²

Округляем до ближайшего нормального значения -

1) Проверка вала на предельное значение напряжения на кручение

Условие выполняется.

2) Проверка на прочность с учетом осевых усилий.

где - напряжение растяжения, кг/см2

- напряжения кручения, кг/см2

,

Р = Р_ОСГ + 1,1(G_РК + G_ВТ + G_РГ + G_ВГ),

где Р_ОСГ – гидравлическая составляющая осевого усилия;

G_РК – вес рабочего колеса гидротурбины;

G_ВТ – вес вала гидротурбины;

G_РГ – вес ротора генератора;

G_ВГ – вес вала генератора.

Р_ОСГ = К_ОС D₁² H_MAX ,

где К_ОС=3,4 кН/м³ -коэффициент, определяемый приближенно системой турбины и типом рабочего колеса (табл.1.8 стр.27) [1];

Р_ОСГ= кН =96т

Вес рабочего колеса и вес вала турбины определяются конструкцией гидротурбины. Для приближенного их подсчета воспользуемся следующими формулами

G_РК=КD₁³

где К= 4,9…6,4 кН/ м³ для РО гидротурбин, принимается К=5.

G_РК= =65,7 кН=6,6т

G_ВТ = (0,6…1,3) G_РК=0,866 =52,8 кН=5,3т

Вес ротора генератора и вес вала генератора определены в пункте 7.

G_РГ + G_ВГ = 99т

Р =96+1,1(6,6+5,3+99)=220т.