С.А. Пахомин
ПРОЕКТИРОВАНИЕ
СИНХРОННЫХ ГЕНЕРАТОРОВ
Учебное пособие
к курсовому проекту по электромеханике
Министерство образования и науки Российской Федерации
Федеральное агентство по образованию
Южно-Российский государственный технический университет
(Новочеркасский политехнический институт)
____________________________________________________
С.А. Пахомин
ПРОЕКТИРОВАНИЕ
СИНХРОННЫХ ГЕНЕРАТОРОВ
Учебное пособие
к курсовому проекту по электромеханике
Новочеркасск 2007
УДК 621.313.322 (075.8)
ББК 31.261.62
П 21
Рецензенты: кандидат технических наук, доцент
В.А. Потапкин;
кандидат технических наук, доцент
Р.В. Ротыч
Пахомин С.А.
П21 Проектирование синхронных генераторов: Учеб. пособие к
курсовому проекту по электромеханике/ Юж.-Рос. гос. техн.
ун-т. Новочеркасск: ЮРГТУ, 2007. – 91с.
Учебное пособие содержит краткое изложение основных теоретических положений по проектированию синхронного генератора общепромышленного применения и пример проектировочного расчёта синхронного генератора.
Предназначено для студентов третьего курса очной формы обучения специальностей: 140106, 140203, 140211, 140601, 140602, 140604, 140204, а также для студентов вечерней и заочной форм обучения.
УДК 621.313.322 (075.8)
ББК 31.261.62
© Южно-Российский государственный
технический университет, 2007
©
Пахомин С.А., 2007
Оглавление
ВВЕДЕНИЕ 4
СОДЕРЖАНИЕ И ОФОРМЛЕНИЕ ПРОЕКТА 5
ПРОЕКТИРОВАНИЕ СИНХРОННОГО ГЕНЕРАТОРА 7
1. Выбор главных размеров активной части генератора 7
2. Выбор типа обмотки и расчёт зубцовой зоны статора 13
3. Выполнение сегментировки статора 15
4. Расчёт размеров пазов и ярма статора, параметров обмотки статора 16
5. Выбор воздушного зазора, определение размеров полюсов ротора 23
6. Расчёт демпферной обмотки 26
7. Расчёт магнитной цепи 28
8. Определение МДС реакции якоря 35
9. Определение параметров обмотки статора для установившегося режима работы 36
10. Расчёт МДС обмотки возбуждения при нагрузке. Векторная диаграмма 39
11. Расчёт обмотки возбуждения 41
12. Определение параметров и постоянных времени обмоток 45
13. Расчёт массы активных материалов 50
14. Определение потерь и КПД 51
15. Расчёт и построение основных характеристик 52
16. Расчёт токов короткого замыкания 54
17. Построение схем трёхфазных двухслойных статорных обмоток 55
ПРИМЕР РАСЧЁТА СИНХРОННОГО ГЕНЕРАТОРА ОБЩЕПРОМЫШЛЕННОГО НАЗНАЧЕНИЯ 61
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК РЕКОМЕНДУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ 102
Введение
Проектирование электрической машины – задача неоднозначная, так как число исходных расчетных уравнений, описывающих электромагнитные связи в ней, меньше числа неизвестных величин. Потому номинальные данные могут быть обеспечены при различных соотношениях основных размеров и электромагнитных нагрузок машины. Оптимальный результат в значительной мере зависит от опыта проектировщика и достигается обычно при сопоставлении нескольких вариантов. В качестве универсального критерия оптимальности наиболее часто принимают минимум суммарных затрат, т.е. стоимость материалов, затрат на изготовление и эксплуатацию. Затраты на эксплуатацию, в свою очередь, зависят от КПД, коэффициента мощности, качества, ремонтопригодности и ряда других факторов.
В предлагаемом учебном пособии поставлена задача – ознакомить студента с основными принципами электромагнитных и тепловых расчетов синхронных генераторов средней мощности общепромышленного применения.
В основной части пособия представлены краткие указания по проектированию, которые содержат необходимые пояснения и рекомендации в виде таблиц и графиков и отражают накопленный опыт проектирования синхронных машин. При этом решения, принимаемые на основе имеющегося опыта электромашиностроения, обычно приводят к результатам, близким к оптимальным.
В конце пособия приведен пример проектирования синхронного генератора.
Предполагается, что основные механические расчеты (например, расчет вала, выбор подшипников и др.) студент освоил в курсовом проекте по деталям машин.
Пособие представляет лишь сводку основных правил проектирования и ни в коей мере не заменяет учебников, в которых эти правила обоснованы. В нём отсутствуют описания конструкций генераторов, характеристик активных, конструктивных и изоляционных материалов и т.д. Поэтому приведенный в пособии объем информации достаточен для расчета варианта генератора, но не достаточен для защиты курсового проекта.