5.2. Пример расчета (параметры обмотки статора)
5.2.1. Обмоточный коэффициент обмотки возбуждения по формуле (5.5)
.
5.2.2. Коэффициент по формуле (5.4)
5.2.3. Коэффициенты
и
по формулам (5.3):
,
.
5.2.4. Коэффициенты
реакции якоря по продольной
и поперечной
оси ротора
;
.
5.2.5. Индуктивные сопротивления реакции якоря рассчитываются по формулам (5.2)
где
– МДС реакции якоря по прямоугольной
волне на пару полюсов (подп. 3.2.2);
– МДС воздушного зазора на пару полюсов
(подп. 4.1.13).
5.2.6. Размеры по высоте паза статора (рис. 2.4, табл. 2.3)
м;
где
– толщина двухсторонней изоляции по
ширине паза;
– толщина прокладки между стержнями,
поз. 6;
– высота клина;
– толщина прокладки под клином, поз. 7.
5.2.7. Коэффициент
учитывает уменьшение коэффициентов
проводимости пазового рассеяния и
рассеяния по коронкам зубцов.
При коэффициенте укорочении шага
обмотки
.
5.2.8. Коэффициент проводимости пазового рассеяния по формуле (5.6)
.
5.2.9. Коэффициент рассеяния по коронкам зубцов по формуле (5.7)
5.2.10. Длина сердечника статора с учетом радиальных вентиляционных каналов
м,
где
и
– ширина и число радиальных вентиляционных
каналов (подп. 1.2.9).
5.2.11. Суммарное индуктивное сопротивление пазового рассеяния и рассеяния по коронкам зубцов по формуле (5.8)
5.2.12. Индуктивное сопротивление лобового рассеяния обмотки статора при немагнитных бандажах ротора по формуле (5.9)
5.2.13. Индуктивное сопротивление дифференциального рассеяния по формуле (5.12)
о.е.
5.2.14. Индуктивное сопротивление рассеяния обмотки статора турбогенератора
В турбогенераторах
с воздушным охлаждением
о.е.,
с внутренним охлаждением обмоток
–
о.е. [9, с. 469].
5.2.15. Синхронные индуктивные сопротивления:
по продольной оси
1,763
о.е.
по поперечной оси
1,763
о.е.
В турбогенераторах
ненасыщенное значение
составляет
1,4–2,5 о.е. Меньшие значения
имеют турбогенераторы меньшей мощности.
5.2.16. В отличие от
индуктивного сопротивления рассеяния
индуктивное сопротивление Потье
[7] учитывает увеличение потока рассеяния
в роторе при нагрузке по сравнению с
режимом холостого хода. Индуктивное
сопротивление Потье рассчитывается по
формуле
о.е.
и используется при построении диаграммы Потье.
5.2.17. Длина полувитка лобовой части обмотки статора по формуле (5.11)
где – номинальное линейное напряжение, кВ.
5.2.18. Активное сопротивление обмотки статора при расчетной температуре нагрева 75 °С
Ом,
где
– средняя длина витка;
м,
– сечение стержня (подп. 2.1.21).
Активное сопротивление обмотки статора в относительных единицах
о.е.
Глава 6 ток возбуждения при нагрузке, диаграмма потье
6.1. Пример расчета (диаграмма Потье)
Диаграмма Потье строится с целью определения тока возбуждения, необходимого для обеспечения номинального режима работы турбогенератора с учетом насыщения магнитной цепи. С построением диаграммы Потье можно ознакомиться в [9, с. 668–671].
Построение диаграммы Потье
Диаграмма Потье
для рассматриваемого примера представлена
на рис. 6.1. Построение диаграммы проводится
в следующем порядке. На основании
данных (табл. 4.2) строится в относительных
единицах характеристика холостого хода
(кривая 1)
в масштабе: для напряжения
мм/о.е.,
для тока –
мм/о.е. К характеристике холостого хода
(ХХХ) проводится касательная (прямая
2).
Через т. 0 – начала
координат радиусом 100 мм (
)
проводится дуга. На оси ординат
откладывается значение коэффициента
мощности
и параллельно оси абсцисс проводится
прямая линия до пересечения с дугой в
т. а.
Линия 0а
определяет направление вектора тока
статора
.
6.1.1. Из точки
перпендикулярно вектору тока
проводится вектор
падения напряжения на индуктивном
сопротивлении Потье
мм.
Вектор
характеризует ЭДС за индуктивным
сопротивлением Потье. По характеристике
холостого хода, как показано на рис. 6.1,
определяется ток в обмотке возбуждения
,
соответствующий ЭДС
.
Вектор тока
откладывается под углом
к оси абсцисс. Из конца вектора
параллельно вектору тока статора
проводится, приведенный к обмотке
возбуждения, вектор тока реакции якоря
:
мм.
Сумма
векторов
и
даёт значение тока возбуждения
2,44
о.е.,
соответствующего номинальной нагрузке.
Рис. 6.1. Диаграмма Потье
6.1.2. Номинальный ток обмотки возбуждения в амперах
А,
где
– ток возбуждения в режиме холостого
хода (подп. 4.1.45).
6.1.3. Плотность тока в обмотке возбуждения, А/мм2:
в пазовой части
;
в лобовой части
,
где
и
– сечения меди в пазовой и лобовой части
обмотки возбуждения (подп. 3.2.21 и 3.2.23).
Убеждаемся,
что плотность тока в пазовой и лобовой
части обмотки возбуждения соответствует
допустимым значениям, которая для
турбогенераторов типа ТВФ находится в
пределах
.
Если плотность тока превышает или ниже
допустимых значений на 10–15 %, то необходимо
пересмотреть размеры паза ротора.
6.1.3. Номинальное напряжение на кольцах обмотки возбуждения
В,
с учетом падения напряжения на щетках
В.
Для обеспечения достаточной механической прочности изоляции обмотки возбуждения напряжение возбуждения должно быть не более 600 В.
6.1.4. Номинальная мощность возбудителя
кВт.