Глава 10 Проектирование синхронных машин (967523), страница 7

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

Текст из файла (страница 7)

Путем подбора и добиваются, чтобы м² . Плотность тока при изоляции класса нагревостойкости B выбирают в пределах (6,9—7,5) ·10⁶ А/м для машин с об/мин и (5,9—6,5) ·10⁶ А/м для машин с об/мин. Нижние пределы соответствуют более мощным машинам. При изоляции класса нагревостойкости F плотность тока в проводниках может быть повышена в 1,15 раза, а при изоляции класса нагревостойкости H — в 1,25 раза. По найденному сечению из табл. П3.1 подбирают размеры стандартного провода, после чего определяют сечение эффективного проводника и уточняют плотность тока.

Необходимую площадь паза , для размещения изолированных проводников находят, задавшись коэффициентом заполнения .

, (10.35)

где — диаметр элементарного изолированного проводника; — сечение паза без учета пазовой изоляции, площади клина и междукатушечной прокладки; — коэффициент заполнения: меньшие значения рекомендуется выбирать для относительно длинных машин с большим числом проводников в пазу .

При наличии дополнительной обмотки в пазах статора площадь следует увеличить в 1,25 раза.

Размеры паза устанавливают после вычерчивания в масштабе одного зубцового деления (рис. 10.17). Сначала на чертеже наносят зубцы. Зубец, кроме верхней своей части, имеет одинаковую ширину , которую можно определить, исходя из допустимого значения индукции :

. (10.36)

Значения выбирают в пределах 1,55…1,85 Тл; высота клина 2,5…3 мм.

Рис. 10.17. К определению размеров полузакрытого паза при всыпной обмотке

Пространство, ограниченное зубцами и клином, за вычетом изоляции представляет часть паза, в котором размещаются проводники обмотки. Высоту этой части подбирают, исходя из того, чтобы площадь образовавшейся фигуры (на рис. 10.17 — трапеции) была равна . Для свободного проталкивания проводника при укладке обмотки ширину щели полузакрытых пазов выбирают на 1,5…2 мм больше диаметра изолированного проводника. Высота шлица мм. После того как будут установлены размеры паза, следует по (10.32) проверить индукцию в спинке статора.

10.8.2. Обмотка статора.

Эффективные витки в фазе обмотки статора

(10.37)

Двухслойные обмотки статора, как правило, выполняют с укороченным шагом. Шаг обмотки обычно выбирают в пределах

, (10.38)

где округляют до целого числа; .

Коэффициент укорочения

. (10.39)

Коэффициент распределения

. (10.40)

При дробном числе пазов на полюс и фазу в (10.40) вместо подставляют .

Обмоточный коэффициент

. (10.41)

10.9. ВОЗДУШНЫЙ ЗАЗОР И ПОЛЮСЫ РОТОРА

Воздушный зазор в основном определяет технико-экономические показатели машин. С одной стороны, при увеличении зазора возрастают размеры обмотки возбуждения и потери в этой обмотке. С другой стороны, при малых зазорах повышаются добавочные потери на поверхности полюсных наконечников, а также появляется опасность при деформации ротора задевания его о статор. От зазора зависят возможные кратковременные перегрузки синхронной машины по моменту и мощности. На максимальные значения момента и электромагнитной мощности существенное влияние оказывает синхронное индуктивное сопротивление по продольной оси . Чем больше зазор, тем меньше индуктивное сопротивление и, следовательно, большими будут кратности максимальных значений момента и мощности . В синхронных машинах общего назначения при выборе воздушного зазоры обычно исходят из значения , при котором или будут иметь необходимые значения. Связь между и зазором устанавливается известным соотношением

. (10.42)

Учитывая, что , после преобразований получаем

, (10.43)

где — индуктивное сопротивление продольной реакции якоря; — индуктивные сопротивления рассеяния и синхронное индуктивное сопротивление по продольной оси; — коэффициент воздушного зазора; — коэффициент продольной реакции якоря по рис. 10.23; — коэффициент, учитывающий влияние магнитных напряжений стальных участков магнитной цепи и стыков между полюсом и ярмом для ненасыщенной машины; — максимальная индукция в зазоре при холостом ходе и номинальном напряжении, Тл; Г/м — магнитная постоянная.

Если принять в среднем и то получим

. (10.44)

В (10.44) подставляют в А/м, — в теслах, — в м, тогда получаем в метрах. Коэффициент в скобках выбирают тем меньше, чем большее значение имеет . Нижний его предел соответствует . На рис. 10.18 дана зависимость , полученная на основании осреднения расчетных данных явнополюсных синхронных машин общего назначения. По этой зависимости, исходя из заданного значения , можно предварительно найти и подставить в (10.44). Для синхронных двигателей согласно ГОСТ 183 . Такое же значение можно принимать для кратности максимальной мощности у генераторов. Обычно отношение лежит в пределах 1,65…2,5.

Рис. 10.18. Зависимость от

В современных синхронных машинах воздушный зазор по ширине полюсного наконечника делают неодинаковым. Чтобы получить распределение магнитного поля, приближающегося к синусоидальному, зазор под краями полюсов берут примерно в 1,5 раза больше, чем в середине, т. е. , где — зазор под серединой полюса. С этой целью радиус дуги полюсного наконечника выбирают меньше внутреннего радиуса статора (рис. 10.19):

. (10.45)

Рис. 10.19. Размеры ротора синхронной явнополюсной машины

Среднее значение зазора принимают равным:

. (10.46)

Равномерный воздушный зазор по всей ширине полюсного наконечника в настоящее время применяют иногда в машинах небольшой мощности.

Длина полюсной дуги

, (10.47)

где — коэффициент полюсного перекрытия (конструктивный).

При хорда, соединяющая края полюсного наконечника, практически не отличается от дуги.

От зависит использование активного объема машины. С увеличением при прочих равных условиях уменьшается объем активной части машины, но возрастает поток рассеяния полюсов. Обычно выбирают в пределах 0,68…0,73.

Полюсы чаще всего выполняют шихтованными. В крупных машинах для полюсов используют сталь Ст3 толщиной 1 или 1,4 мм. Запрессовку сердечников полюсов осуществляют с помощью нажимных щек и шпилек.

Полюсы в быстроходных машинах при м/с прикрепляют с помощью хвостов к шихтованному остову (см. рис. 10.3 и 10.19), а в тихоходных машинах приворачивают шпильками к ободу магнитного колеса (см. рис. 10.2). Шихтованный обод и магнитное колесо изготавливают из стали Ст3.

У машин мощностью меньше 100 кВт полюсы собирают из листов электротехнической стали и прикрепляют проходящими через них болтами к напрессованной на вал втулке или непосредственно к валу. Применяют конструкцию ротора, показанную на рис. 10.7. Более подробно о креплении полюсов изложено в § 9.5.

Высоту полюсного наконечника (см. рис. 10.19) выбирают, исходя из того, чтобы была возможность разместить на его краях стержни демпферной (пусковой) клетки, а также из условий достаточной механической прочности. В табл. 10.9 приведены значения в зависимости от полюсного деления машины.

Длины полюсного наконечник и полюса по оси машины принимают равными длине статора (или на 1—2 см меньше).

Таблица 10.9. Значения в зависимости от полюсного деления машины

Высота полюсного сердечника , м, предварительно может быть найдена по одной из следующих формул:

для машин 16—20-го габаритов:

;

для машин 10—15-го габаритов при :

; (10.48)

для машин 10—15-го габаритов при :

;

для машин небольшой мощности (до 100 кВт):

.

В (10.48) и подставляют в метрах.

Окончательно высоту устанавливают после расчета и укладки обмотки возбуждения (см. § 10.15) и вычерчивания эскиза с расположением ее проводников в межполюсном пространстве.

Ширину полюсного сердечника определяют, исходя из допустимого значения индукции в основании полюса. При определении индукции необходимо учитывать поток рассеяния полюса . Этот поток наряду с основным потоком проходит по сердечнику полюса (см. § 10.11). Таким образом, поток полюса

, (10.49)

где — коэффициент рассеяния.

Поток и коэффициент рассеяния зависят от размеров полюса, которые пока неизвестны. Предварительно коэффициент рассеяния можно определить так:

Характеристики

Список файлов книги