проектирование ТГ

159

64. Активное сопротивление фазы обмотки статора при расчетной темпера-

туре 75°С по (75)

в относительных единицах (о.е.) по (76)

Значение r1(75)* входит в рекомендуемые пределы.

65. Индуктивное сопротивление пазового рассеяния в относительных еди-

ницах с учетом рассеяния по коронкам зубцов по (78)

где lσ1 = l1– 0,2 ×bk×nk = 1,87 – 0,2 ×0,01×31= 1,808 м (nk – число вентиляционных ка-

налов сердечника статора, nk= nП –1=32–1=31); h4 = 0,03м; h11 = 0,092.

66. Индуктивное сопротивление рассеяния лобовых частей обмотки статора при бандажах ротора, выполненных из немагнитного материала,

22

68.Индуктивное сопротивление взаимной индукции по (81)

69. Индуктивное сопротивление дифференциального рассеяния

160

70. Индуктивное сопротивление рассеяния обмотки статора

хσ1*=хП1*+хЛ1*+хдиф1* = 0,046 + 0,051 + 0,003 = 0,1.

5.3.Выбор размеров ротора

71.Длина бочки ротора по (9)

l2=l1+ 0,1 = 1,87 + 0,1 = 1,97 м.

72. Возможное число пазовых делений ротора, равномерно распределенных по всей окружности ротора, по (84)

73. Число реальных (обмотанных) пазов по (85)

Z2=g × Z¢2,

где g – отношение обмотанной части окружности ротора к полной, g = 0,727;

Z2= 0,727×33 = 24.

74. Число катушек обмотки ротора на один полюс, q2=Z2/(2×2×р) = 24/(2×2×1)=6.

75.Обмоточный коэффициент по табл.11 k02=0,797.

76.По рис.10 принимаются следующие отношения

161

79. Ширина паза ротора

80. Ширина провода обмотки возбуждения (предварительно) b′2= bП2 – δШ2 = 0,0312 – 0,0034 = 0,0278 м,

где δШ2 – общая двусторонняя толщина изоляции по ширине паза по табл. 13 (δШ2= 3,4 мм).

81.По табл. 12 выбирается провод шириной b 2=0,025 м.

82.Ширина паза ротора

bП2=b2 +δШ2 = 0,025 + 0,0034 = 0,0284 м.

83. Ширина зубца в наиболее узком месте

b′Z2= t′2– bП2 = 0,0416 – 0,0284 = 0,0132 м.

Ширина зубца в наиболее узком месте соответствует требуемым рекомендациям b′Z2 >12 мм.

162

5.4. Магнитная цепь

84. Коэффициент ширины паза ротора по (103)

85. Диаметр расчетного сечения ротора на расстоянии 0,2hП2 от дна паза по

(105)

DZ(0,2)=D2 –1,6 ×hП2 = 0,728 – 1,6 ×0,146 = 0,4944 м.

86. Диаметр расчетного сечения ротора на расстоянии 0,7hП2 от дна паза по

(106)

DZ(0,7)=D2 –0,6 ×hП2 = 0,728 – 0,6 ×0,146 = 0,6404м.

87. Расчётная площадь сечения зубцов ротора на высоте 0,2hП2 от их осно-

вания по (107)

sZ(0,2)=(DZ(0,2) –b П(0,2)××kШП)×l2 = (0,4944 – 0,0284×6,146)×1,97=0,63 м2,

где bП(0,2)= bП(0,7)= bП2=0,0284 м, так как паз имеет параллельные стенки.

88. Расчётная площадь сечения зубцов ротора на высоте 0,7hП2 от их осно-

вания по (108)

sZ(0,7)=(DZ(0,7) –b П(0,7)×kШП)×l2 = (0,6404 – 0,0284×6,146)×1,97=0,92 м2.

89. Зубцы статора, как и зубцы ротора, имеют по высоте разные площади сечения. Расчет проводится по одному сечению зубца, расположенному на 1/3

высоты от немагнитного зазора.

Диаметр расчетного сечения по (109)

DZ1/3=D1 +(2/3)×hП1 = 0,772 + (2/3) × 0,129 = 0,858 м. 90. Ширина зубца статора в расчётном сечении по (110)

bZ1/3=p×DZ1/3/Z1 – b П1 = p× 0,858/48 – 0,023 = 0,033 м.

91. Расчетная площадь сечения стали зубцов на полюсном делении tЭ экви-

валентной явнополюсной машины

sZ1 / 3 = Zπ1 ×bZ1 / 3 ×lC × kC = 48π ×0,033×1,56 ×0,93 = 0,73 м2.

163

92. Площадь сечения немагнитного зазора на полюсном делении эквива-

лентной явнополюсной машины

sδ =(D2+d)×(l1+2×d)×kγ = (0,728+0,022)×(1,87+2×0,022)×1,0 = 1,4355 м2,

где kγ – поправочный коэффициент, учитывающий при расчете магнитной индукции, что в реальной машине форма магнитного поля в зазоре близка к рав-

нобокой трапеции

kγ= (1–0,5 ×g)×(p/2) = (1– 0,5 ×0,727)×(p/2) = 1,0. 93. Площадь сечения стали ярма статора

sa1=lС×ha1×kС = 1,56×0,285×0,93 = 0,413 м2. 94. Площадь сечения стали ярма ротора

где D0 – диаметр центрального отверстия в бочке ротора, которое высверливается для контроля качества поковки

D0=0,1×D2 = 0,1×0,728 = 0,073 м.

5.5. Характеристика холостого хода

Магнитное напряжение немагнитного зазора между статором и ротором.

95. Магнитный поток в немагнитном зазоре при холостом ходе

Ф= С1×Е10 = 3,05×10-4×3637 = 1,109 Вб,

где Е10 = U1нф= 3637 В;

С1 – коэффициент по (118)

Вδ = Ф/sδ = 1,109/1,4355=0,77 Тл.

Далее рассчитываются составляющие коэффициента воздушного зазора.

97. Коэффициент, учитывающий зубчатость статора по (120)

164

98. Коэффициент, учитывающий зубчатость бочки ротора, по (121)

где t2 - пазовое деление ротора

99. Коэффициент, учитывающий радиальные вентиляционные каналы сер-

дечника статора, по (122)

104. Магнитная индукция в расчетном сечении зубца статора по (128)

ВZ1/3=Ф/sZ1/3 = 1,109/0,73 = 1,52 Тл.

165

105. Напряжённость магнитного поля в зубцах статора (по таблице 14, т.к.

ВZ1/3≤1,8 Тл)

НZ1/3=4290 А/м.

106. Коэффициент, учитывающий ответвление потока в пазы, по (129)

107. Магнитное напряжение зубцов статора по (130)

FZ1=hП1×HZ1/3 = 0,129×4290 = 553 А.

108. Расчетное значение магнитной индукции в ярме статора по (132)

В′а1=С3×Ф, =1,134×1,109=1,26 Тл,

где С3 – коэффициент

109. Напряженность магнитного поля в ярме статора по табл.14

H¢a1 = 900 А/м.

110. Расчетная средняя длина индукционных магнитных линий ярма статора по (134)

111. Магнитное напряжение ярма статора по (135)

Fa1=La1×H¢a1 = 0,75 × 900 = 675 А.

112. Магнитное напряжение немагнитного зазора, зубцов и ярма статора по

(136)

FδZс= Fδ+ FZ1+ Fа1 = 15988 + 553 + 675 = 17216 А.

Магнитное напряжение зубцов и ярма ротора.

Принимается значение напряжения возбуждения U2Н =200 В.

166

113. Коэффициент магнитной проводимости для потока пазового рассеяния ротора для прямоугольного паза по (137)

h22=hКЛ2+hИ = 0,028 + 0,006 = 0,034 м;

SδП – общая толщина гильзы и прокладок на дне паза по табл.13 (SδП = 2,6 мм); hКЛ2 – высота клина паза ротора (hКЛ2 = 0,028 м);

hИ – высота подклиновой прокладки по табл.13 (hИ = 6 мм);

114. Коэффициент магнитной проводимости потока рассеяния по коронкам

зубцов ротора по (139)

115. Магнитный поток пазового рассеяния и по коронкам зубцов ротора по

(140)

ФσПК2=С4×FδZс =0,286×10-5×17216=0,05,

где С4 – коэффициент

116. Поток лобового рассеяния (т.к. бандажные кольца выполнены из не-

магнитной стали) по (141)

ФσЛ2=0.

117. Полный магнитный поток рассеяния ротора по (143)

Фσ2= ФσПК2+ ФσЛ2 = 0,05+0=0,05.

118. Магнитный поток в роторе (в зубцах и ярме) при холостом ходе по

(144)

Ф2= Ф + Фσ2 = 1,109 + 0,05 = 1,159 Вб.

167

119. Магнитные индукции в расчётных сечениях зубцов ротора по (145),

(146)

ВZ(0,2) входит в рекомендуемые пределы (табл.4).

120. Коэффициенты, учитывающие ответвление части потока в паз парал-

лельно зубцу, по (147), (148)

Магнитная индукция в ярме ротора превышает значение, рекомендованные в табл.4 (Вa,2>1,6 Тл). Для снижения индукции в ярме ротора центральное отверстие в роторе заполняется магнитным материалом (стальным стержнем). В этом случае площадь сечения ярма ротора по (152)

124. Напряженность магнитного поля в ярме ротора по табл. 18

Ha2 = 2520 А/м.

125. Расчётная длина индукционных линий в ярме ротора по (154)

La2=(D2 – 2 ×hП2)/2 = (0,728 – 2 × 0,146) / 2=0,218 м. 126. Магнитное напряжение ярма ротора по (155)

Fa2 = La2×Ha2 = 0,218 × 2520 = 549 А.

127. МДС обмотки возбуждения при холостом ходе и номинальном напря-

жении по (156)

F2= F20= FδZс+ FZ2+ Fa2 =17216 + 1237 + 549 = 19002 А.

128. Расчет характеристики холостого хода проводятся для ряда значений

ЭДС:

E10*= E10/U1НФ = 0,6; 1; 1,1; 1,2; 1,3; 1,4.

Результаты расчета сводятся в таблицу (табл. 40). За базисные значения ЭДС принимается E10=U1НФ – номинальное фазное напряжение. За базисное зна-

чение МДС принимается МДС обмотки возбуждения F20 при холостом ходе и номинальном напряжении (E10=U1НФ) F20=19002 А.

МДС F2*=F20*=1 соответствует ЭДС Е10* =1. При других значениях ЭДС

Е10*¹1 МДС

F2*= F2/ F20 = F2/19002.