Министерство образования Российской Федерации

Ивановский Государственный Энергетический Университет

Кафедра электрических машин и аппаратов

Расчетно-пояснительная записка к курсовому проекту :

“Расчет турбогенератора Т-12 с косвенным воздушным охлаждением обмотки статора”

Выполнил: ст. гр. 3-22

Лесько А.К.

Проверил: преподаватель

Громов А.К.

Иваново 2011

Введение

Турбогенераторами (ТГ) называют синхронные генераторы трехфазного тока, приводимые во вращение паровой или газовой турбиной. В ТГ, как и в любой другой электрической машине, различают активные и конструктивные части. Активные части – сердечник статора с трехфазной обмоткой и ротор с обмоткой возбуждения – непосредственно участвуют в процессе преобразования механической энергии в электрическую. К конструктивным частям относят корпус статора, наружные и внутренние щиты с уплотнениями, бандажный узел ротора, вентиляторы, газоохладители и др. Они обеспечивают надежную работу активных частей.

Главным фактором, определяющим особенности конструкции ТГ, является высокая частота вращения, вызывающая большие механические напряжения в роторе. Поэтому ротор выполняется цельнокованым из высоколегированной стали. Из-за отсутствия на роторе явновыраженных полюсов ТГ относят к неявнополюсным машинам. Обмотка возбуждения расположена в радиальных пазах ротора. Лобовые части обмотки возбуждения удерживаются от перемещения под действием центробежных сил бандажным кольцом из высокопрочной стали. Бандаж ротора – самый напряженный в механическом отношении узел ТГ.

По принципу охлаждения все ТГ можно подразделить на генераторы с косвенным (поверхностным) охлаждением, непосредственным охлаждением проводников обмоток статора и ротора, со смешанным охлаждением.

В данном курсовом проекте представлен турбогенератор с косвенным воздушным охлаждением обмотки статора и обмотки ротора.

Задание на проектирование

Тип турбогенератора Т-12

Номинальная мощность P_H = 9 МВт

Номинальное напряжение (линейное) U_H = 6.3 кВ

Номинальная частота ЭДС f = 50 Гц

Номинальный коэффициент мощности cosφ_H = 0.8

Число фаз обмотки статора m = 3

Синхронное индуктивное сопротивление x_d = 1.5 о.е.

обмотки статора по продольной оси

Схема соединения обмотки статора Звезда

Частота вращения n = 3000 об/мин

Охлаждение:

обмотки статора косвенное воздушное

обмотки ротора косвенное воздушное

сердечника статора непосредственное воздушное

Выбор главных размеров

Полная номинальная мощность:

м.

Для заданного типа охлаждения и номинальной полной мощности выбираем линейную нагрузку A и магнитную индукцию при холостом ходе В_δ (ориентировочные значения):

А

Отношение короткого замыкания:

,

где - коэффициент насыщения для Т-12.

Немагнитный зазор (предварительно):

Предварительно определяем внутренний диаметр статора:

; В_δ Тл.

м,

где δ округляем с точностью до 0.005 м.

Диаметр бочки ротора (предварительно):

м.

Выбираем диаметр бочки ротора из нормализованного ряда роторов:

м.

Уточняем внутренний диаметр статора:

м.

Определяем предварительно длину магнитопровода (сердечника) статора: здесь обмоточный коэффициент принят к₀₁=0,68 ( т.к. обмотка катушечная), угловая скорость:

рад/с,

м.

Определяем длину бочки ротора (предварительно):

м.

Проверяем отношения:

; .

Отношение находится в допустимых пределах (от 2 до 6).