3. Электромагнитный расчет
74.
Расчётные площади сечений зубцов ротора
на высоте
75. Ширина зубца статора в расчётном сечении:
76.
Расчётная площадь сечения стали зубцов
статора на полюсном делении
эквивалентной
явнополюсной машины:
77. Расчетная площадь сечения немагнитного зазора на полюсном делении
эквивалентной явнополюсной машины:
78. Площадь сечения стали ярма статора:
79. Площадь сечения ярма ротора:
После определения площадей сечений пяти участков магнитной цепи находят магнитные индукции, напряженности магнитного поля и магнитные напряжения участков при холостом ходе и номинальном напряжении E 10 = U 1нф илиЕ 10* = Е 10/U 1нф =1.
Результаты расчета удобно свести в табл. 3. После расчетов для номинального напряжения проводят аналогичные расчеты магнитной цепи для других напряжений характеристики холостого хода в соответствии с табл. 3.
80. Магнитный поток в немагнитном зазоре при холостом ходе и номинальном напряжении:
В табл. 3 записывают числовое значение коэффициента C 1.
81. Магнитная индукция в немагнитном зазоре:
82. Магнитная индукция в расчётном сечении зубцов статора:
83. Расчетное значение магнитной индукции в ярме статора:
84. Напряженность магнитного поля в зубцах статора при B z1/3 ≤1.8 Тл для холоднока- таной стали с направлением потока поперек проката находят по табл. П.2.2 стр 427
.
85. Напряженность магнитного поля в ярме статора с направлением потока вдоль проката определяют по табл. П.2.3 для расчетных значений магнитных индукций в ярме, приведенных в табл. 3.
.
86. Магнитное напряжение немагнитного зазора находим по (9.28):
В
соответствии с конструкцией самовентиляции
ротора (косвенное охлаждение) принимаем
шаг рифления
м, ширину канавки рифления
Коэффициент, учитывающий ступенчатость крайних пакетов сердечника статора:
87. Магнитное напряжение зубцов статора:
88. Магнитное напряжение ярма статора:
89. Магнитное напряжение немагнитного зазора, зубцов и ярма статора:
90. Коэффициент магнитной проводимости для потока пазового рассеяния ротора при прямоугольном пазе [см. (9.38)]:
91. Коэффициент магнитной проводимости потока рассеяния по коронкам зубцов ротора:
92. Магнитный поток пазового рассеяния и по коронкам зубцов ротора:
93. Потоком лобового рассеяния пренебрегаем, так как бандажные кольца будут выполнены из немагнитной стали. Полный магнитный поток рассеяния ротора:
94. Полный магнитный поток в роторе при холостом ходе:
95. Магнитные индукции в расчетных сечениях зубцов ротора:
Магнитная
индукция
в зубцах ротора в расчетном сечении на
расстоянии 0.2h п2 от их
основания не превосходит значений,
рекомендованных по табл. 8.3 стр 273
(1.7-2.15).
96. Магнитная индукция в ярме ротора:
Магнитная индукция в ярме ротора В а2 превышает значения, рекомендованные табл.8.3. стр 273 (1.4-1.6)
Полученное значение магнитной индукции записываем в табл. 2.
97. Напряженности магнитных полей для значений магнитных индукций в роторе в
соответствии с табл. 2 определяют по кривой намагничивания роторных поковок
турбогенераторов с
приведенной в табл. П.2.4 стр 249 с учетом
рассчитанных коэффициентов
,
,
.
98. Магнитное напряжение зубцов ротора:
99. Магнитное напряжение ярма ротора:
100. МДС обмотки возбуждения при холостом ходе и номинальном напряжении:
Табл. 2. Результаты расчёта характеристики холостого хода.
E*10 |
о.е. |
0,6 |
1 |
1,1 |
1,2 |
1,3 |
1,4 |
E10 |
В |
2182.38 |
3637.3 |
4001.037 |
4364.77 |
4728.45 |
5092.23 |
Ф=3,05*10^(-4)*Е10 |
Вб |
0.666 |
1.109 |
1.22 |
1.33 |
1.442 |
1.553 |
Вб=Ф/1,537 |
Тл |
0.433 |
0.722 |
0.794 |
0.866 |
0.938 |
1.01 |
Вz1/3=Ф/0,647 |
Тл |
1.029 |
1.715 |
1.886 |
2.058 |
2.229 |
2.401 |
Вʹа1=1,128*Ф |
Тл |
0.751 |
1.252 |
1.377 |
1.5 |
1.628 |
1.753 |
Нz1/3 |
А/м |
275 |
11850 |
30700 |
53500 |
98000 |
146000 |
Hʹa1 |
А/м |
120 |
258 |
309 |
390 |
583 |
1104 |
Fб=28209,47*Вб |
А |
12216.15 |
20360.3 |
22396.28 |
24432.3 |
26468.3 |
28504.36 |
Fz1=0,141*Нz1/3 |
А |
38.837 |
1673.504 |
4335.58 |
7555.48 |
13839.95 |
20618.7 |
Fa1=0.719*Hʹa1 |
А |
86.328 |
185.6 |
222.293 |
280.56 |
419.41 |
794.2 |
Fбzc=Fб+Fz1+Fa1 |
А |
12341.32 |
22219.37 |
26954.15 |
32268.36 |
40727.67 |
49917.28 |
ФG2=0.29*10^(-5)*Fбzc |
Вб |
0.036 |
0.064 |
0.078 |
0.094 |
0.118 |
0.145 |
Ф2=Ф+Ф G2 |
Вб |
0.701 |
1.174 |
1.299 |
1.425 |
1.56 |
1.698 |
Bz(0.2)=Ф2/0,691 |
Тл |
1.016 |
1.7 |
1.88 |
2.06 |
2.26 |
2.458 |
Bz(0.7)=Ф2/0,971 |
Тл |
0.722 |
1.209 |
1.337 |
1.467 |
1.606 |
1.748 |
Ba2=Ф2/0,834 |
Тл |
0.929 |
1.554 |
1.719 |
1.887 |
2.066 |
2.248 |
Нz(0.2)= |
А/м |
1028 |
9350 |
23400 |
41000 |
90000 |
159000 |
Нz(0.7)= |
А/м |
584 |
1665 |
2426 |
3684 |
6112 |
11600 |
На2= |
А/м |
894 |
4895 |
10290 |
23960 |
34000 |
90000 |
Fz2=0.137*( Нz(0.2)+ Нz(0.7))/2 |
А |
110.08 |
752.175 |
1764 |
3051 |
6563 |
11650 |
Fa2=0.227* Нa2 |
А |
203.32 |
1113.256 |
2340.226 |
5449.15 |
7732.5 |
20468.45 |
F2= Fбzc+Fz2+Fa2 |
А |
12654.7 |
24084.8 |
31057.9 |
40768.8 |
55023.3 |
82035.38 |
F*2=F2/25364.388 |
о.е. |
0.525 |
1 |
1.29 |
1.693 |
2.285 |
3.406 |
101. МДС обмотки возбуждения в о.е., при других значениях напряжения, приведенных в табл. 3:
Табл. 3. Характеристика холостого хода
|
0.525 |
1 |
1.29 |
1.693 |
2.285 |
3.406 |
|
0.6 |
1 |
1.1 |
1.2 |
1.3 |
1.4 |
,о.е.
,о.е.102. МДС обмотки статора на один полюс при номинальном токе якоря:
103. Коэффициент приведения по первой гармонике магнитного поля (9.57) МДС якоря к условиям обмотки возбуждения:
.
104. Приведенная МДС обмотки якоря при номинальной нагрузке к условиям обмотки
возбуждения:
,
105. По данным табл. 2 строим характеристику холостого хода в относительных единицах.
Определяем индуктивное сопротивление рассеяния Потье:
106. МДС обмотки возбуждения при номинальной нагрузке определяем:
107. ЭДС
обмотки статора при
=
:
.
108. Изменение напряжения (%) при сбросе нагрузки от номинальной до нуля:
.
109. Регулировочную характеристику рекомендуется строить для точек нагрузки, соответствующих I1 / I 1н = 0; 0,25; 0,5; 0,75; 1,0; 1,25.
Точка
характеристики
- известна из предыдущего расчета. Ей
соответствует МДС
Для остальных точек характеристики
следует построить векторные диаграммы
(на одном рисунке) и определить для них
МДС
Результаты расчёта регулировочной характеристики в табл. 4., а характеристика показана на рисунке.
Табл. 4. Регулировочная характеристика.
Регулировочная характеристика турбогенератора 12 МВт
110.
Охлаждение обмотки ротора - косвенное
воздушное. За расчетную температуру
обмотки ротора принимаем
130°С.
Удельное сопротивление меди с присадкой
серебра при температуре 15 °С:
При температуре 130 °С:
111. Для предварительного определения площади поперечного сечения эффективного проводника обмотки возбуждения по (9.68) требуется определить среднюю длину витка:
где среднюю длину лобовой части полувитка обмотки возбуждения определим по (9.71):
Здесь
112. Предварительную площадь поперечного сечения эффективного проводника обмотки возбуждения определяем по (9.68):
,
где
113. В п.71
был выбран прямоугольный провод по
табл. П.1.4 с размером
м.
По табл.
П.1.4 выбираем элементарный проводник
с размерами:
,
.
Площадь
сечения эффективного проводника:
,
Что близко
к площади сечения
,
определенной в п. 112
Высота эффективного проводника:
114. Число эффективных проводников по высоте паза ротора (предварительно):
Округляем
в меньшую сторону, чтобы не увеличивать
высоту паза ротора по сравнению с
определенной предварительно. Принимаем
=22.
Где
=0.0004
мм (табл. 8.9).
115. Уточняем высоту паза ротора по (9.73) с учетом данных табл. 8.10:
Так
как окончательная высота паза ротора
не больше предварительной, а ширина
паза осталась неизменной, то проверку
допустимой ширины зубца ротора в его
основании не делаем.
116. Уточняем размеры:
117. Число витков обмотки возбуждения на один полюс:
118. Номинальный ток возбуждения:
119. Ток возбуждения при холостом ходе:
120. Плотность тока в пазовой части обмотки ротора при номинальном возбуждении:
находится в пределах, указанных в (9.64).
121. Сопротивление обмотки возбуждения при 15, 75 и 130°С:
122. Номинальное напряжение обмотки возбуждения:
123. Номинальное напряжение возбудителя:
124. Номинальная мощность возбудителя:
