книги / Проектирование электрических машин

/2 =

с,

Vju

Мта)

V w + x i

мп

=

1,028

380

293,7 А;

293,7

\2

0,035

V 1 -1-0,877?

136,2

)

0,1

“

1>63\

Глава

с е д ь м а я

ПРОЕКТИРОВАНИЕ СИНХРОННЫХ МАШИН

7-1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

лей с

номинальным

напряжением

Синхронные машины имеют ши­

6000 В.

Синхронные генераторы

выпол­

рокое

распространение и выпуска­

няют с явнополюсными роторами и

ются в большом диапазоне

мощно­

применяют в сопряжении с двигате­

стей

и частот вращения. В энерге­

лями

внутреннего

сгорания,

элект­

тике их применяют в качестве гене­

родвигателями и пр.

В табл. 7-2 в

раторов

на

электростанциях

и

соответствии с ГОСТ 8586-68 дана

мощность их доходит до 1200 МВт

шкала мощностей, частот вращения

для

турбогенераторов

и 560

МВт

и напряжений для синхронных

ге­

для

гидрогенераторов.

В промыш­

нераторов. Для дизель-агрегатов

ленных установках

большое приме­

выпускают

генераторы

с

частотой

нение находят

синхронные двигате­

вращения 375 об/мин.

ли и генераторы.

предназ­

Кроме того, выпускают синхрон­

Синхронные

двигатели

ные генераторы небольших

мощно­

начаются

для

привода

механизмов,

стей от 4 до

100 кВт. Большинство

не требующих регулирования часто­

выпускаемых

генераторов

работает

ты вращения, таких, как компрессо­

с самовозбуждением и автоматичес­

ры,

насосы,

шаровые

мельницы,

кой

системой

регулирования

воз­

вентиляторы, двигатель-геиератор- буждения.

каждого вида

синхрон­

ные установки и т. п.

Расчет

Двигатели

изготавливают как с

ных машин имеет свои особенности.

неявнополюсными,

так и с явнопо­

В этой

главе

изложена

методика

люсным ротором.

исполнении

расчета синхронных

явнополюсных

В

неявнополюсном

машин общего назначения.

синхронные

двигатели — турбодви­

Основное

исполнение

синхрон­

гатели

выпускают с частотой

вра­

ных

машин

общепромышленного

щения 3000 об/мин на мощности от

применения

—

с

горизонтальным

630 до

12 500 кВт.

Более широкое

расположением

вала. По

способу

распространение

имеют явиополюс-

защиты

и

вентиляции — защищен­

ные синхронные двигатели с диапа­

ные или закрытые

с

самовентиля-

зоном частот вращения от 1500 до

цией. Охлаждение — воздушное.

100 об/мин

при

мощностях

от не­

В настоящее время для синхрон­

скольких

сотен

до нескольких де­

ных машин не существует

жесткой

сятков тысяч киловатт.

увязки мощностей с установочными

Шкала

мощностей выпускаемых

размерами

и высотой

оси

враще­

двигателей

в

соответствии с ГОСТ

ния, как это имеется, например, у

8585-68 и ГОСТ 8704-70

дана

в

асинхронных

машин.

табл. 7-1. Двигатели

выпускают с

Синхронные машины общего на­

номинальными

напряжениями 380,

значения выпускают в виде ряда се­

660, 6000 и 10 000 В.

рин. Каждая серия включает в себя

В отдельных случаях допускает­

машины в определенном

диапазоне

ся изготовление

двигателей на на­

мощностей

н частот

вращения,

их

пряжение

3000

В для

мощностей,

выполняют

на

нескольких

норма­

указанных в таблице

для двигате­

лизованных

внешних

диаметрах

люсы сажают на остов, а у тихоход­

вала

за

подшипниковым узлом

у

ных— на магнитное колесо.

Остов

машин

13— 17-го габаритов

и меж­

ротора 13

(см. рис. 7-3)

выполняют

ду подшипниковыми стояками у ма­

шихтованным

из

листовой

стали

шин начиная с 18-го габирита

(се­

СтЗ. У машин 13— 17-го габаритов

рия СДНЗ-2).

остов состоит из одного пакета, а у

Подшипниковые щиты 20 у ма­

машин,

начиная с

18-го

габарита,

шин серии СД2

(СГ2)

(см. рис. 7-1)

подразделяется

на

несколько

паке­

сварные,

центрируют

замками

в

тов длиной 100 мм с промежутками

станине. В щитах имеются окна с

между ними в 15—25 мм.

Магнит­

жалюзи,

через

которые

входит

ох­

ное колесо 14 (см. рис. 7-2)

выпол­

лаждающий машину воздух. В се­

няют

сварным

из

толстолистовой

рии СДН2

(см. рис. 7-2)

нижние

стали СтЗ.

быстроходных

машин

подшипниковые

полущиты

2

в ма­

Полюсы

шинах 16-го габарита

изготовляют

крепят к остову ротора

Т-образны­

литыми из чугуна, а у машин 17-го

ми

хвостовиками,

а в

некоторых

габарита

приняты

сварные

полу­

машинах — хвостовиками

в

виде

щиты. В полущитах предусматрива­

ласточкина хвоста.

Полюсы

тихо­

ют вентиляционные окна, служащие

ходных машин крепят к ободу маг­

также

для

измерения

воздушного

нитного

колеса

шпильками и гай­

зазора.

Предохранительные

щиты

ками.

21

прикрепляют к верхним

торце­

Сердечники полюсов 15 выполня­

вым частям станины, и их конструк­

ют шихтованными из тонколистовой

ция

определяется

необходимостью

стали

СтЗ

толщиной

1

и

1,4

мм.

обеспечения

заданной

степени за­

Запрессовку

сердечника

полюса

щиты машины.

осуществляют

с помощью

литых

При степени защиты IP И венти­

нажимных щек и заклепок. Сердеч­

ляционные окна, расположенные на

ники полюсов

бесхвостового

испол­

цилиндрической

поверхности

щи­

нения имеют

массивный

централь­

тов, закрыты жалюзи, окна на тор­

ный стержень, в который заворачи­

цевых

поверхностях — решетками,

вают крепящие

полюс шпильки.

сваренными из концентрически рас­

Демпферную

(пусковую)

клетку

положенных круглых прутков и ра­

16 выполняют из медных стержней,

диальных ребер. Для

предотвраще­

расположенных в полузакрытых па­

ния

попадания

внутрь

двигателя

зах

сердечников

полюсов,

припа­

воды, стекающей

по торцевой

по­

янных к

дугообразным

сегментам

верхности щита, предусмотрены об­

17 и выполненных из полосовой ме­

текатели. Щиты машин исполнения

ди,

гнутой

плашмя. У

некоторых

1Р43 отличаются

от щитов машин

двигателей часть

пазов заполняют

основного исполнения только отсут­

латунными стержнями.

Соединение

ствием вентиляционных окон.

короткозамыкающих сегментов со­

В машинах

серии СДНЗ-2 при­

седних

полюсов быстроходных ма­

меняют плоские

разъемные

щиты

шин производят

встык с помощью

20 (см. рис. 7-3) из листовой стали

соединительных

накладок с допол­

толщиной

5

мм.

Для

увеличения

нительным

креплением соединения

жесткости

щиты

имеют

горизон­

шпилькой к остову

ротора.

Корот-

тальные и вертикальные

ребра

из

козамыкающие

сегменты

тихоход­

полосовой стали.

ных машин соединяют между собой

Во всех сериях

применяют

воз­

внахлест.

возбуждения

18 состо­

душное охлаждение с самовентиля-

Обмотки

цией. В машинах серии СД2 приня­

ят

из катушек,

изготовленных

из

та согласная

радиальная

система

голой полосовой

меди, намотанной

вентиляции. В серии СДН2 приме­

на ребро.

Между

витками прокла­

нена согласная система вентиляции,

дывают изоляцию из асбестовой бу­

причем при активной длине магни-

маги.

топровода статора меньше 44 см ис­

Контактные кольца 19 подвесно­

пользуют

аксиально-радиальную

го типа изготовляют из стали марки

схему, а при длинах больше 44 см —

СтЗ

или чугуна

и крепят на

конце

радиальную. У закрытых машин се­