- •Синхронных машин
- •10.1. Общие сведения
- •10.2. Конструкция серийных синхронных машин общего назначения
- •10.3. Система относительных единиц
- •10.4. Задание на проектирование
- •10.5. Выбор главных размеров
- •10.6. Обмотка и зубцовая зона статора
- •10.7. Сегментировка статора
- •10.8. Пазы, обмотка и ярмо статора
- •10.8.1. Размеры пазов статора
- •10.8.2. Обмотка статора.
- •10.9. Воздушный зазор и полюсы ротора
- •10.10. Расчет демпферной (пусковой) обмотки
- •10.11. Расчет магнитной цепи
- •10.12. Определение мдс реакции якоря
- •10.13. Параметры обмотки статора для установившегося режима работы
- •При нагрузке. Векторные диаграммы
- •10.15. Расчет обмотки возбуждения
- •Мощностью свыше 100 кВт
- •10.16. Параметры и постоянные времени
- •В относительных единицах
- •10.17. Масса активных материалов
- •10.18. Потери и кпд
- •10.19. Тепловой расчет обмотки статора для установившегося режима работы
- •10.20. Характеристики синхронных машин
- •10.20.1. Основные характеристики
- •10.20.2. Токи короткого замыкания
- •10.20.3. Пусковые характеристики
10.10. Расчет демпферной (пусковой) обмотки
Демпферную (пусковую) обмотку размещают в пазах полюсных наконечников ротора (рис. 10.20, ). Эта обмотка в генераторах служит для ослабления обратного синхронного поля при несимметричной нагрузке, успокоения качаний ротора, предотвращения динамических перенапряжений при несимметричных коротких замыканиях и повышения электродинамической стойкости. В двигателях эта обмотка необходима для асинхронного пуска и успокоения качаний ротора.
Расчет демпферной обмотки заключается в определении количества и размеров стержней обмотки, а также размеров короткозамыкающих сегментов. Короткозамыкающие сегменты замыкают все стержни с торцов полюса и соединяются с сегментами соседних полюсов, образуя кольцо (рис. 10.20, ). В этом случае демпферная обмотка носит название продольно-поперечной. Если сегменты соседних полюсов не соединяются между собой (рис. 10.20,), то обмотка называется продольной. Наиболее часто применяют продольно-поперечные демпферные обмотки.
Рис. 10.20. Демпферная (пусковая) обмотка:
а— расположение обмотки на полюсе;
б — продольно-поперечная обмотка;в— продольная обмотка
Для машин общего назначения число стержней на полюс выбирают обычно в пределах от 5 до 10. Стержни выполняют из меди или латуни круглого сечения. Чаще всего демпферную (пусковую) обмотку выполняют из медных стержней. Стержни из латуни применяют в тех случаях, когда необходимо получить большие значения начального пускового момента у синхронных двигателей. Иногда для повышения пускового момента обмотку изготовляют из разнородных материалов — крайние стержни клетки делают из латуни, а остальные — из меди. Поперечное сечение всех стержней, расположенных на полюсе, принимают равным 0,15…0,35 сечения меди обмотки статора, приходящейся на полюс. Исходя из этого, сечение стержня
. (10.55)
Коэффициент в скобках (10.55) для генераторов принимается равным 0,15…0,25, для двигателей 0,25…0,35.
Диаметр стержня
(10.56)
округляют до размера, кратного 0,5 мм.
Зубцовый шаг на роторе
, (10.57)
где — расстояние между крайним стержнем и краем полюсного наконечника:м.
Кроме выполнения основной своей задачи демпферная обмотка снижает амплитуды гармоник магнитного поля, обусловленных зубчатостью статора. Эти гармоники и вызывают пульсацию ЭДС в обмотке статора и образуют токи и добавочные потери в самой демпферной обмотке. Для того чтобы демпферная обмотка наилучшим образом выполняла свои задачи, при ее проектировании следует соблюдать следующие требования.
В генераторах для уменьшения, добавочных потерь и искажения ЭДС желательно иметь зубцовый шаг на роторе возможно более близким к зубцовому шагу статора. Если число пазов на полюс и фазу в статоре— целое число, или,, или, то.
Для исключения из кривой ЭДС высших гармонических, обусловленных зубчатостью статора, необходимо иметь:
; (10.58)
, (10.59)
где — число стержней в полюсе;— целое число, близкое к ().
При достаточно высокой дробности зубцовые гармонические в кривой ЭДС не проявляются, поэтому при можно принимать.
Исходя из этого необходимо найденное в (10.59) значение зубцового шага проверить на соответствие указанным требованиям и в случае их невыполнения сделать пересчет, задавшись другими значениями и.
В двигателях для уменьшения добавочных потерь и исключения «прилипания» ротора число стержней и их шагвыбирают так чтобы
;
(10.60)
Пазы на роторе выбирают круглые, полузакрытые. Диаметр паза , мм, равен. Ширина шлица пазамм, высотамм. В дальнейшем при расчете параметров и пусковых характеристик раскрытие паза может быть уточнено.
Длина стержня , м, предварительно может быть принята равной:
. (10.61)
Окончательно длину стержня устанавливают при разработке конструкции.
Сечение короткозамыкающего сегмента выбирают примерно равным половине сечения стержней одного полюса:
.
По найденному сечению выбирают стандартную полосовую медь (см. табл. П3.6) толщиной не менее[2].