Проектирование специальных электрических машин переменного тока - Балагуров В.А.
Скачать (прямая ссылка):
Выбранные электромагнитные нагрузки и расчетные коэффициенты подставляются в формулу (2.2) и затем определяются диаметр и длина якоря генератора.
Проектирование обмотки якоря. Для трехфазных генераторов, работающих в однофазном режиме при двух последовательно соединенных фазах, число пазов на полюс и фазу выбирается дробным (так, например, при р=3 q=3/2, 5/2, 7/2 и т. д.). При этом
z = 2pmq, где т = 3;
т1ф=2-ы)3ф=2рди„/а1а2. (2.215)
Число витков в фазе ш3ф не должно выбираться большим, особенно в малополюсных генераторах, так как в противном случае создается большая МДС реакции якоря, которая вызывает сильное насыщение магнитной цепи генератора (полюсов и ярма). Это требует значительного магнитного потока (большой длины якоря). Для типовых однофазных генераторов мощностью 8—30 кВ-А наиболее характерные числа витков в фазе приведены в табл. 2.25.
Таблица 2 25
Число полюсов 2 р 2 4 6 8
ЧИСЛО ВИТКОВ В фазе ТОзф <14 «28 <3б(36,30,21 . • •) <42
(14,8...)
Число пазов на якоре z тоже не следует выбирать большим, чтобы не получить большого диаметра и очень тонких зубцов.
Если третья фаза на якоре не наматывается, тогда часть пазов якоря не имеет проводников.
Для специально разрабатываемых однофазных генераторов может быть применена и однослойная катушечная обмотка, занимающая примерно 70% окружности поверхности якоря. Для такой обмотки примерно Уз пазов якоря оказывается незаполненными. При выборе числа заполненных пазов стремятся получить максимально возможное значение шэ=А0Шф. Минимальный "объем якоря получается при
Vn=Z3Jz = OJb, (2.216)
где Z33n — число заполненных пазов обмотки якоря; z — полное число пазов якоря.
95
Число заполненных пазов на полюс и фазу якоря
z3an=2pmQ, '(2.217)
здесь Q — число заполненных пазов на полюс и фазу.
Полное число пазов на полюс и фазу для однослойной обмотки, так же как и для двухслойной, целесообразно выбирать дробным.
Необходимая величина магнитного потока под полюсом
®іФ=ЕіФ/№фК1ф/™1ф). (2.218)
В случае однофазных генераторов, образованных на базе трехфазных,
Е1Ф=UeU^=VSE4, да1ф=2а>зф. Если подставить последние соотношения в (2.226), получим
*i.=--=-^-= ФзФ, (2.219
4?ф (V 3/2) /г0зф/2то3ф 4?ф/г0зфТОзф/
т. е. расчетный магнитный поток у однофазного и трехфазного ге нераторов одинаков.
Определение МДС реакции якоря в однофазных генераторах МДС реакции якоря у однофазных машин — пульсирующая в времени и неподвижная в пространстве. Ее можно заменить двум вращающимися в разные стороны амплитудами, равными половин пульсирующей: прямой и обратной последовательности.
МДС обратной последовательности наводит в обмотке возбуж дения ЭДС двойной частоты. Для гашения поля от МДС обратно последовательности в однофазных генераторах предусматриваете мощная демпферная клетка (см. рис. 2.5). Реакцию якоря для расчета МДС обмотки возбуждения создают лишь токи прямой после довательности, так как они создают МДС, неподвижную относи тельно полюсов.
МДС однофазного генератора подсчитаем по формулам:
_ 0,9тко1фт1ф ^_ в,9• 1 (УЩ) ко3ф2тзф ^ _ 0,9-1 VTk0^w4 ^ P P P
(2.220
Fad=Fakasm^ (2.221)
Из сравнения выражений (2.220), (2.221) и (2.167) следует, что в однофазных генераторах МДС реакции якоря в у^ІГраз меньше, чем в трехфазных, при одних и тех же размерах и обмоточных данных якоря.
§ 2.10. ПАРАМЕТРЫ И ПОСТОЯННЫЕ ВРЕМЕНИ СИНХРОННЫХ ГЕНЕРАТОРОВ
При исследовании установившихся и переходных процессов, а также при расчете характеристик необходимо знать параметры и
96
постоянные времени цепей синхронных генераторов, которые могут быть с некоторым приближением определены расчетным путем.
Ниже приводятся расчетные формулы для определения параметров и постоянных времени цепей генераторов в относительных единицах.
Активное сопротивление обмотки якоря
r*a=rJJUw (2.222)
где га — величина, рассчитываемая по (2.96) и (2.97), Ом; In и Un-номинальные фазные ток и напряжение.
Индуктивное сопротивление рассеяния обмотки статора
Xl=XJJUn, (2.223)
где X8 — значение, рассчитываемое по (2.100), Ом. Индуктивное сопротивление по продольной оси
Xla = kaFalFm, (2.224)
где ka — коэффициент, определяемый по рис. 2.42; Fa — МДС реакции якоря, Fa=O,,9mw$k0IJp; F00' — МДС воздушных зазоров с учетом зазоров между полками и ярмом ротора (если они имеются) при потоке холостого хода Ф0о, соответствующего E0-Un.
Магнитная индукция в зазоре при холостом ходе и номинальном напряжении
B&0 = BbJkE=BbaUJElt (2.225)
где ?0H— индукция в воздушном зазоре при номинальной нагрузке. Индуктивное сопротивление по поперечной оси
^=VA (2-226)
где kq — коэффициент, определяемый по рис. 2.42. Синхронные индуктивные сопротивления: а) по продольной оси
Xd=Xl+X*ad+X*cK, (2.227)
где
6 а9{ zkCK J Ua
?cit — скос в пазовых делениях; kCK — согласно (2.13).
При т=\ X*ad=X*2+X*ad + XlK; б) по поперечной оси
X*q=x:+F:q- (2-228)
При т=1 Х^Х^+Х^+Х^. (2.229)
Индуктивное сопротивление Потье (для построения диаграммы Потье)
4-2341
97
Индуктивное сопротивление обмотки возбуждения
