206035 (592930), страница 3

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 3)

ЭДС, индуктированная магнитным потоком воздушного зазора

E_б=1,06 о.е.

МДС для воздушного зазора

F_б=0,8 о.е.

МДС для магнитной цепи воздушного зазора и статора

F_бзс=0,9 о.е.

Предварительный коэффициент насыщения магнитной цепи статора

к'_нас=F_бзс/F_б=0,9/0,8=1,13

Поправочные коэффициенты, учитывающие насыщение магнитной цепи

х_d=0,95;

х_q=0,67;

к_qd=0,0036.

Коэффициенты реакции якоря

к_аd=0,85;

к_аq=0,32.

Коэффициент формы поля реакции якоря

к_фа=1,05.

Амплитуда МДС обмотки статора (11.125)

F_a=0.45m₁w₁к_об1I₁к_фа/р=0,45∙3∙70∙0,89∙54,1*1,05/2=2388 А.

Амплитуда МДС обмотки статора в относительных единицах (11.127)

F_а*= о.е.

Поперечная составляющая МДС реакции якоря, с учетом насыщения, отнесенная к обмотке возбуждения (11.128)

F_aq/cos=х_qk_aqF_a*=0.67∙0.32∙2,68=0,57 о.е.

ЭДС обмотки статора, обусловленная действием МДС

E_aq/cos=0.73о.е.

Направление вектора ЭДС Е_бd, определяемое построением вектора Е_aq/cosψ

=61;

cos=0.48;

sin=0.87

Продольная МДС реакции якоря с учетом влияния поперечного поля (11.130)

F'_ad=x_dk_adF_a*sin+k_qdF_a*cos·/δ=0.95*0,85∙0.87*2,68+0,0036*2,68*0,48*224,5*0,66/1=2,56

Продольная составляющая ЭДС

E_бd*=Ф_бd=0,99 о.е.

МДС по продольной оси

F_бd*=0,82о.е.

Результирующая МДС по продольной оси (11.131)

F_ба*=F_бd*+F'_ad*=0,82+2,56=3,38о.е.

Магнитный поток рассеяния

Ф_*=0,23о.е.

Результирующий магнитный поток (11.132)

Ф_п*=Ф_бd*+Ф_*=0,99+0,23=1,22 о.е.

МДС, необходимая для создания магнитного потока

F_п.с=0,42 о.е.

МДС обмотки возбуждения при нагрузке (11.133)

F_п.и*=F_ба*+F_пс*=33,8+0,42=3,8 о.е.

МДС обмотки возбуждения при нагрузке (11.134)

F_п.н=F_пн*·F₍₁₎=3,8∙890=3382 А.

7. Обмотка возбуждения

Напряжение дополнительной обмотки (1.135)

U_d=U₁w_d/w₁=400∙7/70=40 В.

Предварительная средняя длина витка обмотки возбуждения (11.136)

l'_ср.п=2,5(l_п+b_п)=2,5(170+78)=620 мм.

Предварительная площадь поперечного сечения проводника обмотки возбуждения (11.173)

S'= мм².

Предварительное количество витков одной полюсной катушки (11.138)

w'_п= .

Расстояние между катушками смежных полюсов (11.139)

а_к= мм.

По таблице 10-14 принимаем изолированный медный провод марки ПЭВП (класс нагревостойкости изоляции В) прямоугольного сечения с двусторонней толщиной изоляции 0,15 мм, катушка многослойная.

Размеры проводника без изоляции (приложение 2)

а х b=1,9 х 3,15.

Размеры проводника с изоляцией (приложение 3)

а′ х b′=2,05х 3,3

Площадь поперечного сечения проводника (приложение 2)

S=5,622 мм².

Предварительное наибольшее количество витков в одном слое

N_в'=(hп-hпр)/(1,05b')= (63-2∙5)/(1,05∙3,3)=15,3

Предварительное количество слоев обмотки по ширине полюсной катушки

N′_ш=w_g’/ N_в'=183/15,3=12

Выбираем N_ш =18 слоев обмотки по ширине полюсной катушки

4 слоя по 16 витков

3 слоя по 13 витков

3 слоя по 10 витков

4 слоя по 8 витков

4 слоя по 6 витков

Уточненное наибольшее количество витков в одном слое)

N_в =16

Уточненное количество витков одной полюсной катушки

w_п=189.

Размер полюсной катушки по ширине

b_к.п=1,05N_ша’=1,05·18·2,05=38,8 мм.

Размер полюсной катушки по высоте (11.150)

h_к.п=1,05N_вb’=1,05·16∙3,3=55,5мм.

Средняя длина витка катушки (11.151)

l_ср.п=2(l_п+b_п)+(b_к+2(b_з+b_и))=2(170+78)+3,14(38,8+·6)=650 мм.

Ток возбуждения при номинальной нагрузке (11.153)

I_п.н=F_п.н/w_п=3382/189=17,9 А.

Количество параллельных ветвей в цепи обмотки возбуждения (§ 11.9)

а_п=1.

Уточненная плотность тока в обмотке возбуждения (11.154)

J_п=I_п.н/(а_пS)=17,9/(1∙5,622)=3,18 А/мм².

Общая длина всех витков обмотки возбуждения (11.155)

L_п=2рw_пl_ср.п∙10^-3=4∙189∙650∙10^-3=492 м.

Массам меди обмотки возбуждения (11.156)

m_м.п=_м∙8,9L_пS∙10^-3=8.9∙5,622∙492∙10^-3=27,7 кг.

Сопротивление обмотки возбуждения при температуре 20 С (11.157)

r_п=L_п/(_м20а_пS)=492/(57∙1∙5,622)=1,367 Ом.

Максимальный ток возбуждения (11.158)

I_пmax=U_п/(r_пm_т)=(40-2)/(1,367∙1,38)=20,2 А.

Коэффициент запаса возбуждения (11.159)

I_пmax/I_п.н=20,2/17,9=1,13.

Номинальная мощность возбуждения (11.160)

Р_п=(40-2)∙20,2=770 Вт.

8. Параметры обмоток и постоянные времени. Сопротивления обмоток статора при установившемся режиме

8.1 Сопротивления обмоток статора при установившемся режиме

Коэффициент продольной реакции якоря (таблица 11.4)

k_ad=0,85

к_нас(0,5)= .

МДС для воздушного зазора

F_б(1)=679 о.е.

Индуктивное сопротивление продольной реакции якоря (11.162)

х_ad*= о.е.

Коэффициент поперечного реакции якоря (таблица 11.4)

к_aq=0.32.

8.1.5 Индуктивное сопротивление поперечной реакции якоря (11.163)

х_aq*= о.е.

Синхронное индуктивное сопротивление по продольной оси (11.164)

х_d*=х_ad*+х_*=2.79+0.0787=2,868 о.е.

Синхронное индуктивное сопротивление по поперечной оси (11.165)

х_q*=х_aq*+х_*=1,12+0,0787=1,198 о.е.

8.2 Сопротивление обмотки возбуждения

Активное сопротивление обмотки возбуждения, приведенное к обмотке статора (11.166)

о.е.

Коэффициент магнитной проводимости потоков рассеяния обмотки возбуждения (11.167)

_п=_н.п+0,65_пс+0,38_п.в=58,1+0,65∙74,5+0,38∙17,4=113,1

Индуктивное сопротивление обмотки возбуждения (11.168)

х_п*=1,27к_adх_ad* о.е.

Индуктивное сопротивление рассеяния обмотки возбуждения (11.169)

х_п*=х_п* - х_ad*=3.11-2,79=0,32 о.е.

8.3 Переходные и сверхпереходные сопротивления обмотки статора

Переходное индуктивное сопротивление обмотки статора по продольной оси (11.188)

x'_d*=x_*+ о.е.

Переходное индуктивное сопротивление обмотки статора по поперечной оси

х'_q*=x_q*=1,198 о.е.

Сверхпереходное индуктивное сопротивление обмотки статора по продольной оси

x''_d*=x_d*=0.36

Сверхпереходное индуктивное сопротивление обмотки статора по поперечной оси

x''_q*=x_q*=1,198

8.4 Сопротивления для токов обратной и нулевой последовательности

Индуктивное сопротивление обмотки статора для токов обратной последовательности при работе машины на малое внешнее сопротивление (11.194)

х_2*= о.е.

Индуктивное сопротивление обмотки статора для токов обратной последовательности при большом внешнем индуктивном сопротивлении (11.195)

х_2*=0,5(х''_d*+х''_q*)=0.5(0,136+1,198)=0,78 о.е.

Индуктивное сопротивление двухслойной обмотки статора для токов нулевой последовательности (11.196)

8

Активное сопротивление обмотки фазы статора для тока нулевой последовательности при рабочей температуре (11.197)

r_0*=r_1*(20)∙m_т=0,02761∙1,38=0,038 о.е.

8.5 Постоянные времени обмоток

Обмотка возбуждения при разомкнутых обмотках статора и демпферной (11.198)

Т_d0=x_a*/w₁r_п*=3.11/2*3,14*50*0,005=2с.

Обмотка возбуждения при замкнутых обмотках статора и демпферной (11.199)

Т'_d=T_d0x_d*/x_d*=2*0.36/2,868=0.2 с.

Обмотка статора при короткозамкнутых обмотках ротора (11.205)

T_a=x_2*/w₁r_1*=0,78/(2∙3.14∙50∙0,0276)=0.09 с.

9. Потери и КПД

Расчетная масса стали зубцов статора (9.260)

m_з1=7,8z₁b_з1срh_n1l₁k_c∙10^-6=7,8∙42∙9,4∙25*160∙0.97∙10^-6=11,9кг.

Магнитные потери в зубцах статора (9.251)

P_з1=4.4В²_з1срm_з1=4.4∙1,74²∙11,9=160 Вт.

Масса стали спинки статора (9.261)

m_c1=7.8(D_н1-h_c1)h_c1l₁k_c∙10^-6=7.8∙3.14(406-35)35∙160∙0.97∙10^-6=50 кг.

Магнитные потери в спинке статора (9.254)

Р_с1=4.4В²_с1m_c1=4.4∙1.61²∙50=570 Вт.

Амплитуда колебаний индукции (11.206)

В₀=₀к_бВ_б=0,35∙1,16∙0,73=0.3Тл.

Среднее значение удельных поверхностных потерь (11.207)

р_пов=к₀(z₁n₁∙10^-4)^1.5(0.1В₀t₁)²=1.8(42∙1500∙10^-4)^1,5(0.1∙0.3∙21,4)²=12 Вт/м².

Поверхностные потери машины (11.208)

Р_пов=2рl_пр_повк_п∙10^-6=4∙224,5∙0,669∙170∙12∙1∙10^-6=1,2 Вт.

Суммарные магнитные потери (11.213)

Р_с=Р_с1+Р_з1+Р_пов=570+160+1,2=731 Вт.

Потери в обмотке статора (11.209)

Р_м1=m₁I²₁r₁m_т+m₁(I'_пн/ )²r_dm_т=3∙54,1²∙0,118∙1,38+3(17,9/ )²0,006∙1,38=1433 Вт.

Потери на возбуждение синхронной машины при питании от дополнительной обмотки статора (11.214)

Р_п=I²_пнr_пm_т+2I_пн=17,9∙1,367∙1,38+2∙17,9=640 Вт.

Добавочные потери в обмотке статора и стали магнитопровода при нагрузке (11.216)

Р_доб=0,005Р_н=0,005∙30000=150 Вт.

Потери на трение в подшипниках и на вентиляцию (11.211)

Р'_мх=Р_т.п+Р_вен=8 ^{2 2}=8( )²( )²=420 Вт.

Потери на трение щеток о контактные кольца (11.212)

Р_т.щ=2,6I_пнD₁n₁∙10^-6=2.6∙17,9∙286∙1500∙10^-6=20 Вт.

Механические потери (11.217)

Р_мх=Р'_мх+Р_тщ=420+20=440 Вт.

Суммарные потери (11.218)

Р=Р_с+Р_м1+Р_доб+Р_п+Р_мх=731+1433+150+640+440=3400 Вт.

КПД при номинальной нагрузке (11.219)

=1-Р/(Р_2н+Р)=1-3400/(30000+3400)=89,8 %.

10. Характеристики машин

10.1 Отношение короткого замыкания

U_н=(U₁₀-U_1н)/U_1н=20%

Значение ОКЗ (11.227)

ОКЗ=Е'_0*/х_d*=1.13/2,868=0,4 о.е.

Кратность установившегося тока к.з. (11.228)

I_k/I_1н=ОКЗ∙I_пн*=0.4 ∙3.8=1,52 о.е.

Наибольшее мгновенное значение тока (11.229)

i_уд=1,89/х''_d*=1.89/0,36=5,3 о.е.

Статическая перегружаемость (11.223)

S=E'_00*k_p/x_dcos_н=2,8687∙1,045/2,868∙0,8=1,95 о.е.

Угловые характеристики

Определяем ЭДС

Е'_0*=4,2 о.е.

Характеристики

Список файлов ВКР