САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

Курсовой проект по Электромеханике

Проектирование Турбогенератора

Выполнил:

Студент IVкурса ЭлМФ

Группы 4022/11

Биктуганов Р.Н.

2012 Содержание

Стр.

1.Техническое задание на проектирование………………………………………………………..	3
2.Определение основных размеров и электромагнитных нагрузок……………………………..	4
3.Выбор обмоточных данных статора……………………………………………………………..	6
4.Выбор обмоточных данных ротора………………………………………………………….......	12
5.Электромагнитные расчет………………………………………………………………………..	15
6.Расчет индуктивных сопротивлений и постоянных времени………………………………….	19
7.Расчет потерь и КПД……………………………………………………………………………...	20
8.Тепловой расчет………………………………………………………………………………......	23
9.Используемая литература…………………………………………………………………….......	24

Турбогенератор

Дано:

соединение-звезда

Система охлаждения ТВВ: обмотки ротора- непосредственное водородом, обмотки статора- непосредственное водой.

1) Расчетная часть

1) Выбор основных размеров и электромагнитных нагрузок

Номинальная кажущаяся мощность

Из рис. 1-4 находим значение о.к.з.=0,53

Предварительный диаметр расточки статора по рис 3-3

Предварительный диаметр ротора по рис.3-4

Это значение входит в ряд нормализованных значений в

Предварительное значение машинной постоянной Арнольда по рис. 3-1

На основании (3-1) предварительное значение длины статора

Предварительно принимаем длину бочки ротора

Предварительное значение линейной нагрузки по рис 4-1

Предварительное значение индукции в зазоре по рис. 4-6

Предварительное значение полюсного деления по (3-3)

где число пар полюсов

Значение зазора по (3-5)

По рис .3-7

Окончательно принято большее округленное значение

Окончательное значение диаметра расточки статора и полюсного деления

1150 мм

Далее определяем ориентировочные значения главных технико-экономических показателей машины. Отношение длины статора к диаметру

Полученное значение соответствует расходу меди на обмотку статора, близкому к минимальному, и, следовательно, приемлемо. Отношение длины бочки ротора к диаметру

По рис. 3-5 расход меди на обмотку ротора несколько больше минимального. Ожидаемые критические частоты ,

Ожидаемое значение к.п.д.:

Значение махового момента :

и общая масса G

Для оценки индуктивного сопротивления рассеяния обмотки статора принимаются отношение 0,2 и наиболее благоприятный относительный шаг обмотки статора

. Для отношения 0,161 ,отсюда по рис.4-2

Сверхпереходное индуктивное сопротивление по продольной оси может быть найдено по выражению

2) Выбор обмоточных данных статора

7764 А

Принимаем в соответствии с табл. 5-1 число параллельных ветвей а=1 и число активных проводников в пазу . Обмотку принимаем стержневую петлевую.

Предварительно зубцовый шаг по расточке статора согласно(5-3).

Предварительное число пазов статора по (5-4)

Окончательно принимаем по табл. 5-2

Окончательные значение зубцового шага и линейной нагрузки

По табл.5-3 принимаем относительный шаг

Число последовательно соединенных витков в фазе по (5-5)

Принимаем предварительно ширину паза статора по

Двухсторонняя толщина изоляции по ширине паза при напряжении 15,75 кВ по табл.5-5

Предварительная ширина элементарного проводника при двух проводниках по ширине паза(

Где

Принимаем окончательно по табл. 5-6

Окончательная ширина паза

Принимаем предварительно плотность тока по рис.4-4

Требуемое сечение стержня

Принимаем комбинированный стержень с тремя сплошными проводниками на один полый N=3 и отношение высоты сплошного проводника к высоте полого

Ориентировочно задаемся по §5-9 коэффициентом вытеснения тока и значением

При этом вспомогательная функция по рис.5-1 равна ψ=1,6

Предварительная высота полого проводника по (5-14)

Принимаем окончательно по табл. 5-6 . По табл.5-6 площадь сечения элементарного полого проводника

Предварительная высота сплошного проводника

Принимаем по табл. 5-7 , и площадь сечения проводника

Равна Площадь сечения меди одной группы

Требуемое число групп в стержне

Окончательная плотность тока

Суммарная толщина изоляции по высоте паза для напряжения 15,75 кВ по табл.5-5 составляет

Высоту клина принимаем место на транспозицию проводников равно

Высота паза статора по (5-16)

Проверяем отношение 177/1150=0,15 и=177/46,6=3,8

Магнитный поток в зазоре при холостом ходе и номинальном напряжении по(5-6)

Полная длина сердечника статора по (5-17)

Принимаем по §5-12 ширину пакета и канала

Длина активной стали без каналов по (5-19)

Эффективная длина стали по (5-20)

Принимаем холоднокатаную электротехническую сталь марки 3413 толщиной 0,5 мм. Направление проката-вдоль магнитных линий в спинке статора.

На основании табл.4-1 принимаем Требуемая площадь сечения статора по (5-21)

Высота спинки по (5-22)

Внешний диаметр сердечника статора по (5-23)

Длина лобовой части стержня по (5-25)

Длина витка обмотки статора по (5-24)

Сопротивление обмотки статора постоянному току по (5-26) при 15

При 75

=1,24

Вентиляционную схему сердечника статора принимаем одноструйной(см.рис.2-8 а), схему охлаждения обмотки статора водой-два стержня последовательно.

Теперь проверим вибрационное состояние сердечника статора согласно рекомендациям гл.12.

Число периодов деформации сердечника

Средний диаметр спинки статора

Масса меди обмотки статора по (8-43)

Площадь спинки по (8-46)

Масса спинки сердечника статора по (8-45)

Площадь пазов статора по (8-49)

Площадь зубцов статора по (8-48)

Масса зубцов сердечника статора по (8-47)

Отношение массы собранного сердечника к массе спинки

Величина, характеризующая изгибную жесткость сердечника,

Собственная частота колебаний сердечника статора по (12-34а)

Динамический коэффициент

Амплитуда вибраций по (12-35):

Согласно § 12-7 полученное значениележит в допустимом интервале (30

Окончательно:

- высота спинки статора

- внешний диаметр сердечника статора

- средний диаметр спинки

- площадь спинки