Глава 10 Проектирование синхронных машин (967523), страница 15

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

Текст из файла (страница 15)

ОКЗ = , (10.178)

где — ЭДС, определяемая по продолжению прямолинейной части характеристики холостого хода при =1.

Кратность при номинальном токе возбуждения

. (10.179)

10.20.3. Пусковые характеристики

Основным методом пуска синхронных двигателей в настоящее время является асинхронный пуск. Для этого в полюсах ротора размещается пусковая обмотка по типу короткозамкнутой обмотки ротора асинхронного двигателя.

Оценку пусковых свойств двигателя производят по пусковым характеристикам, т. е. зависимостям тока в статоре и момента от скольжения . Наибольший интерес на этих характеристиках представляют величины, соответствующие s=l: начальный пусковой ток и начальный пусковой момент , а также момент при скольжении s=0,05 — входной момент в синхронизм .

При расчете пусковых характеристик необходимо учитывать, что в отличие от ротора обычного асинхронного двигателя ротор синхронного явнополюсного двигателя имеет магнитную и электрическую несимметрии. Если условно подразделить пусковую обмотку на две части, то можно принять, что по продольной оси машины на роторе располагаются две обмотки, одной из которых является обмотка возбуждения, а другой — часть пусковой обмотки, представляющая ее эффект по продольной оси. По поперечной оси на роторе имеется только пусковая обмотка, представляющая ее эффект по поперечной оси. Необходимо также учитывать, что обмотка статора по продольной и поперечной осям имеет неодинаковые индуктивные сопротивления .

На основании сказанного полное сопротивление по продольной оси машины, которое зависит от скольжения s, будет равно:

, (10.180)

где [ — по (10.135)].

Полное сопротивление по поперечной оси

. (10.181)

В приведенных формулах значения всех параметров принимают в относительных единицах (здесь и далее звездочка в обозначениях величин в относительных единицах опускается).

Вследствие магнитной и электрической несимметрий машины в статоре кроме тока I' основной частоты протекают токи I'' частоты 2s—1. Значения их могут быть найдены по следующим формулам:

ток якоря частоты

; (10.182)

ток якоря частоты

; (10.183)

действующее значение тока статора

; (10.184)

момент вращения

, (10.185)

где — активная составляющая тока .

Последний член выражения в скобках соответствует моменту, создаваемому током . При скольжениях s > 0,5 этот момент положительный, а при s < 0,5 — отрицательный, в результате чего в кривой могут наблюдаться провалы. Из-за наличия провалов в кривой момента при разгоне двигатель может застрять на промежуточной скорости и не войти в синхронизм. Обычно для уменьшения провала в кривой момента обмотку ротора замыкают на добавочный резистор с сопротивлением, примерно в 10 раз большим сопротивления самой обмотки.

В этом случае при определении и , как уже указывалось, сопротивление принимается равным (10-12) .

Расчет по приведенным формулам связан с большой вычислительной работой. Его можно упростить, если у машин средней и большой мощности пренебречь активным сопротивлением . Тогда получим

(10.186)

. (10.187)

Погрешность такого расчета по сравнению с расчетом по (10.177) — (10.180) не превышает 4%.

Для построения пусковых характеристик задают ряд значений скольжения s в пределах от 1 до 0,05 и для каждого его значения определяют ток и М. Иногда можно ограничиться расчетом начального пускового и входного моментов и начального пускового тока.

Промышленность выпускает двигатели со следующими значениями:

Пример расчета трехфазного синхронного двигателя

Проектное задание:

1. Номинальная мощность кВт.

2. Номинальное напряжение (линейное) В.

3. Номинальная частота вращения об/мин.

4. Частота Гц.

5. (опережающий).

6. Кратность максимального момента .

Режим работы — продолжительный. Конструкция — защищенная (IP11) с горизонтальным валом.

Номинальные величины

1. Номинальное фазное напряжение (предполагается, что обмотка статора соединена в звезду)

В.

2. Номинальная полная мощность

В·А

(по табл. 10.3, исходя из номинальных данных машины, определяем ).

3. Номинальный фазный ток

А.

4. Число пар полюсов

.

5. расчетная мощность

В·А.

Размеры статора

6. По рис. 10.8 для кВ·А при предварительно находим внутренний диаметр статора м.

7. Внешний диаметр статора по (10.3)

м.

По табл. 10.7 ближайший нормализованный внешний диаметр статора м (16-й габарит). Высота оси вращения м.

Поскольку найденный диаметр лежит в пределах, задаваемых коэффициентом , то пересчет диаметра не производим.

8. Полюсное деление по (10.4)

м.

9. Расчетная длина статора. По рис. 10.9. для при находим А/м, Тл. Задаемся . По (10.5) определяем расчетную длину статора:

м.

10. Находим по (10.6):

.

По рис. 10.11 устанавливаем, что найденное значение при лежит в допустимых пределах, ограниченных кривыми.

11. Действительная длина статора по (10.7)

м.

12. Число вентиляционных каналов по (10.8) при м.

.

Принимаем .

13. Длина пакета по (10.9)

м.

14. Суммарная длина пакетов магнитопровода по (10.10)

м.

Зубцовая зона статора. Сегментировка

15. Число параллельных ветвей обмотки статора.

Так как А, то выбираем .

16. По рис. 10.13 (кривая 2) для м находим м; м.

17. Максимальное число пазов (зубцов) магнитопровода статора

.

18. минимальное число пазов (зубцов) магнитопровода статора

.

19. Число пазов магнитопровода статора.

Так как мм, то магнитопровод статора выполняется сегментированным. В диапазоне пазов требованиям п. 1—4 § 10.6 удовлетворяет числа пазов .

При этом

; м

и

м .

20. Расчет числа проводников в пазу по (10.15), числа сегментов и хорды по (10.20), а также уточненной линейной нагрузки по (10.16) сводим в табл. 10.15.

Наилучший результат дает вариант 3, который и принимаем для дальнейших расчетов.

м (сегменты штампуются из листов 600 1500 мм); м; А/м.

Таблица 10.15. Расчетные значения

Пазы и обмотка статора

21. Ширина паза (предварительно) по (10.21)

м (12 мм).

22. Поперечное сечение эффективного проводника обмотки статора (предварительно) по (10.22)

м² (11,7 мм²),

где

А/м

— по рис. 10.16, кривая 2 .

23. Возможная ширина изолированного проводника по (10.25)

мм.

Изоляция катушек выбрана для класса нагревостойкости B по табл. 3.5. Двусторонняя толщина изоляции мм.

24. Размеры проводников обмотки. Принимаем, что эффективный проводник состоит из одного элементарного мм² . Марка провода ПЭТВСД с толщиной двусторонней изоляции 0,5 мм. Ширина голого прямоугольного проводника (предварительная) 7,3…0,5 = 6,8 мм.

По табл. П3.3 размеры медного проводника равны мм (с изоляцией мм), мм (12,42·10^-6 мм²).

25. Ширина паза (уточненная) по (10.27)

Характеристики

Список файлов книги