Санкт-Петербургский Государственный Политехнический Университет

Кафедра Электрических Машин

Курсовая работа

Дисциплина: Электромагнитные расчеты в электрических машинах

Тема: Расчет магнитного поля, индуктивных параметров и режимов работы

неявнополюсной синхронной машины

Выполнила студентка гр.4026 ____________________ А.А. Низаметдинова

Руководитель, к.т.н., доц. _________________________ В.В. Суханов

« » 2011г.

Санкт-Петербург

2011

Техническое задание

Произвести расчет основных характеристик неявнополюсного синхронного генератора с помощью электромагнитных расчетов и исходя из принятых допущений. Выполнить моделирование магнитных полей машины в программном пакете ELCUT и сравнить полученные результаты.

Рис. 1. Классификация и условное обозначение расчетных моделей

Исходные данные к варианту расчета № I – 1 (R_вр = 0)

№	Наименование	Обозначение	Величина	Единица измерения
1	Номинальное линейное напряжение (действующее значение)	Uлн	15,75	кВ
2	Номинальный фазный ток (действующее значение)	Iфн	8	кА
3	Число пар полюсов	р	1	-
4	Число пазов на полюс и фазу	qа	12	-
5	Число активных проводников в пазу	Sп	2	-
6	Число параллельных ветвей	а	1	-
7	Относительный шаг обмотки статора	а	1	-
8	Число фаз обмотки статора	m	3	-
9	Отношение обмотанной части полюса к полюсному делению	γf	0.8	-
10	Коэффициент мощности	Cos φн	0.85	-
11	Внутренний радиус сердечника ротора	Rвр	0	м
12	Наружный радиус сердечника ротора	Rнр	0,73	м
13	Радиус токового слоя обмотки ротора	Rof	0,78	м
14	Радиус токового слоя обмотки статора	Roа	0,92	м
15	Внутренний радиус сердечника статора	Rвс	0,98	м
16	Наружный радиус сердечника статора	Rнс	1,35	м
17	Число витков обмотки ротора на полюс	wf	150	-
18	Номинальный ток холостого хода обмотки ротора	Ifoн	1000	A
19	Сопряжение фаз	звезда	-	-

Содержание

1. Обобщенная расчетная схема и математическая модель неявнополюсной синхронной машины 5

1.1. Основные допущения и предположения 5

1.2. Уравнения поля и граничные условия 6

1.3. Аналитические решения для векторного потенциала 8

1.4. Аналитические решения для составляющих магнитной индукции 15

2. Токораспределение обмоток якоря и возбуждения 20

2.1. Общие соображения 20

2.2. Многофазная обмотка якоря 20

2.3. Однофазная обмотка возбуждения 21

3. Распределение векторного потенциала и составляющих магнитной индукции в поперечном сечении магнитной системы машины 22

3.1. Векторный магнитный потенциал 22

3.2. Составляющие магнитной индукции 22

4. Основные характеристики магнитных полей машины 23

4.1. Радиальная составляющая магнитной индукции поля обмотки возбуждения на уровне токового слоя обмотки якоря 23

4.2. Средние значения магнитной индукции в спинках сердечников ротора и статора 23

4.3. Коэффициенты рассеяния магнитных потоков, создаваемых полями обмоток возбуждения и якоря 24

5. Расчетная длина машины 25

6.1. Индуктивные параметры обмоток в абсолютных единицах 26

6.2. Индуктивные параметры обмоток в относительных единицах 28

7. Характеристики синхронной машины, работающей в генераторном режиме 30

7.1 Регулировочные характеристики синхронного генератора 30

8. Отношение короткого замыкания и статическая перегружаемость 33

9. Моделирование магнитных полей в пакете ELCUT 34

9.1. Моделирование магнитного поля обмотки возбуждения 34

9.2. Моделирование магнитного поля обмотки якоря 36

9.3. Моделирование магнитных полей синхронного генератора в режимах нагрузки 37

9.4. Определение индуктивных параметров обмотки возбуждения и обмотки якоря 40

Заключение 42

ЛИТЕРАТУРА 43