Проектирование специальных электрических машин переменного тока - Балагуров В.А.
Скачать (прямая ссылка):
Коэффициент k4 в значительной мере определяется конструкцией генератора. У лучших образцов генераторов &м«1,4.
Удельная масса активных материалов
ma = MJPn. (2.285)
Удельная масса генератора
тТ = МГ/Рн. (2.286)
§ 2.13. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПОТЕРЬ И КПД ГЕНЕРАТОРА
Общие потери в синхронном генераторе при нагрузке выражаются суммой
^P=P -X-P -X-P -X-P -Х-Р. -X-P -X-P -X-P «4-Я -X-P
' м.а I ' м.в I ' у I Zl ja І лов I * пульс I добТ* к I * мех'
(2.287)
где P4 а — потери в меди обмотки якоря; Рм,в — потери в меди обмотки возбуждения; P7 — потери в демпферной клетке; Px — поте-
105
ри в стали зубцов; Р]а — потери в стали спинки якоря; Рпов— поверхностные потери в полюсных башмаках; РПульс — пульсацион-ные потери в зубцах статора и ротора; РДОб — добавочные потери, возникающие при нагрузке; Рк— общие потери на контактных кольцах; Риех — механические потери на трение в подшипниках и на трение вращающихся частей о воздух. Потери в меди обмотки якоря (Вт)
Р..а = тРягаь, (2.288)
где гаъ — сопротивление обмотки якоря в нагретом состоянии. Потери в меди обмотки возбуждения
Ям.в=/в2.нгва, (2.289)
где гв$ — сопротивление обмотки возбуждения в нагретом состоянии.
При подсчете КПД всей генераторной системы необходимо также знать потери в остальной части цепи возбуждения, кроме потерь в обмотке.
При угольном регуляторе напряжения потери в угольном столбе
Яу.с = /В.н(?/С-/Вгв*). (2.290)
При наличии возбудителя потери в цепи возбуждения
Рв = (1в.пГвь + Шк1в.н)/цв, (2.291)
где т] = 0,654-0,75 КПД возбудителя; ЛС/к = 0,5-=-1,0 — падение напряжения в переходном сопротивлении контактных колец, В.
Потери в демпферной клетке однофазного генератора можно подсчитать по формуле (2.135). При однофазной нагрузке
Яу = (0,4-0,5)Яма. (2.292)
В трехфазных синхронных генераторах при установившемся режиме работы и симметричной нагрузке потери в успокоительной обмотке можно считать равными нулю. На практике берут P7= = 0,1% от Pn.
Потери в стали зубцов и спинке якоря
Px=P0kT(Bzf (//400)? (2.293)
P]a=P0kT(B)aY(f/№y>5Mja, (2.294)
где P0 — удельные потери в стали при f = 400 Гц и В = 1,0 Тл, Вт/кг; К — технологический коэффициент; можно принять /гт~2 для зубцов якоря и ^t = 1,4 для ярма якоря; Bx и В]а — расчетные значения индукций соответственно в зубцах и спинке якоря, Тл; Mz и М]а— масса стали зубцов и спинки якоря.
Удельные потери в стали P0 (Вт/кг) зависят от марки стали, толщины листа и частоты (табл. 2.26).
106
"Таблица 226
Марка стали Тотщина листа Д, mm Удельные ноіери в стали при частоте /=400 Гц
( при В = 0,75 Тл при B = 1,0 Тл при В-1,5 Тл
1521 (Э-44) 0,35 10,7 19
1521 (Э-44) 0,20 7,2 12,5 —
1521 (Э-44) 0,15 6,8 11,7 —
1521 (Э-44) 0,10 6,0 10,5 —
1311 (Э-21) 0,50 — 33,2 81
1311 (Э-21) 0,35 — 29,2 80
1411 (Э-31) 0,50 — 45,2 58,5
1411 (Э-31) 0,35 36,2 48
Удельные потери для сталей 27KX и 49КФ2 (Вт/кг) приведены в табл. 2.27.
Таблица 2 27
Марка стали Толщина листа, Д, мм Удельные потери при частоте /—400 Гд
при B = I1O Тл при B = 1,5 Тл при B= 1,8 Тл
27KX 0,20 35,6 60 88
27KX 0,35 44,5 35 125
27KX 0,70 —. 240 —.
49КФ2 0,20 15,5 —¦ —¦
Поверхностные потери в полюсных башмаках явнополюсных синхронных генераторов возникают благодаря зубчатому строению якоря. Распределение индукции на поверхности полюсных башмаков получается неравномерным. Вследствие этого при вращении полюсных башмаков возникают потери от вихревых токов. Величина этих потерь (Вт)
Pjiob ^пов.о ~\~ ^пов.н ~"Ь^вр> (2.295)
подсчитываемых по формулам:
а) при холостом ходе
Л™= 14,9A0n —5— (Btxkt? -^=r і/ 1-?г}3 і (2-296)
В«акс V Zjp V V 400 /
б) при нагрузке дополнительные потери
В этих формулах kon — коэффициент, зависящий от материала и устройства полюсных башмаков (табл. 2.28);
Таблица 228
Значения коэффициента feQ_ п ж \я способов обработки
Марка стали Толщина листа, mm не обработан шлифовка сбгочка
Конструкционная сталь 0,5 1,0 2,0 Сплошной 2 4,5 7,2 2,5 5,0 8,0 2,8 5,5 8,6 23,3
1411 (Э-31) 1411 (Э-31) 1211 (Э-11) 0,35 0,5 0,5 1,0 1,4 1,8 1,2 1,7 2,0 1,4 2,0 2,5
Таблица 2 29
Рис. 2.49. Кривая коэффициента &щ от отношения бщ/б
Значения коэффициента ft?j дчя обмоток
двухслойной
т однослой-
у*= 1^2/3 у*= 1/3+2/3 ной
3 1 +Зу* бг/* — 1 1
4 4
2 У* У* 1
1 ZlIp — уг Q 1
кщ= (Ьщ/Ь—1)2,4 — коэффициент, зависящий от отношения ширины прорези паза к величине воздушного зазора (рис. 2.49); Sp — площадь поверхности полюсных башмаков (м2), Sp = 2pbplllQ-4; km — коэффициент, учитывающий характер выполнения обмотки якоря (табл. 2.29); у* — относительный шаг обмотки; ku—коэффициент, зависящий от отношения ЬщІіх (рис. 2.50):
^n=0,56 —
1,525йщ/^ 1,265 + ьщ/іг
, где &щ//2<0,7;
в) потери в полюсах от обратного поля PBV (подсчитываются для машин со сплошными полюсами без демпферной клетки при однофазной нагрузке)
Явр= 7,9 [B^0FJF10Y SpV(f/400f,
(2.298)
108
ГДЄ &Д.0 = -
—— (х и S даны в см); Fa=
[l+(2t2.10-4)/(»ftj)]///50
=0,9/n (W1^k0JpJ) — МДС реакции якоря; F10=Fs -f -fFja — МДС при холостом ходе.
