Проектирование специальных электрических машин переменного тока - Балагуров В.А.
Скачать (прямая ссылка):
Рис 4 8 Зависимость удельной массы асинхронного генератора с самоохлаждением от плотности
тока в обмотке статора -Рн=1000 В A, cosqj=0,9, f~400 Гц, т = Ъ ? = 3, р = 1, иф=115 В B2= = 14 Тл, 1 — Вд = 0,6 Тл Л = 100 А/см 2-Ba ¦=0,5 Тл, Л = 100 А/см, 3-Вь = 0,5 Тл, Л = 300 А/см, 4 — Bi-= 0,6 Тл, Л = 300 Меи
5 10 15 20 ,
145
= 12-4-15 А/мм2. Увеличение плотности тока целесообразно только лишь до определенных значений (рис. 4.8), так как дальнейшее увеличение плотности тока не вызывает уменьшения удельной массы и в то же время уменьшает КПД и увеличивает перегрев машины.
§ 4.4. АКТИВНЫЕ И ИНДУКТИВНЫЕ СОПРОТИВЛЕНИЯ ОБМОТОК СТАТОРА И РОТОРА
Расчет активных сопротивлений. Активное сопротивление фазы обмотки статора подсчитывается, согласно формуле (2 3). Сопротивление гх в нагретом состоянии
/Ч = г » = г 120» [1 + 0,004 [Ь + &окр - 20°)], (4.25)
где ri2%° = {willlai.v)'(b7Saala2) — сопротивление фазы статора при 20° С, Ом; f} — ожидаемый перегрев обмотки, °С; і%кр — температура окружающей среды; 1а ср — средняя длина витка обмотки якоря, м.
Активное сопротивление фазы короткозамкнутого ротора в нагретом состоянии (рис. 4.9)
г2 = г2Л=(11р)(гст + гк)[1-\-а(Ь-\-Ьокр-20Р)], (4.26)
где р — число пар полюсов; гст — активное сопротивление стержня ротора (при 2O0C); гк — активное сопротивление короткозамы-кающих колец (при 2O0C); а — температурный коэффициент сопротивления материала обмотки ротора. Активное сопротивление стержня ротора
Гст20° = (/сг/5ст)р, (4-27)
где /ст — длина стержня ротора, м; 5СТ — площадь поперечного сечения стержня, мм2; р — удельное электрическое сопротивление материала стержня при 20° С.
Для роторов с алюминиевой заливкой для паза, изображенного на рис. 4.9, о, площадь поперечного сечения стержня определяется по формуле (мм2)
5 _ я(Й! —0,2)2 я(Ь2— 0,2)2 (й1 + й2_ Q^)A1
сі 8 T g "Г 2 • { • )
Активное сопротивление короткозамыкающих колец, приведенное к стержню (при 20° С),
rK20o = 2nDJ[z2SK(2 sin nplz2f\ Р, (4.29)
где Dn — диаметр короткозамыкающего кольца, м; 5К — площадь поперечного сечения короткозамыкающего кольца, мм2.
Активное сопротивление фазы обмотки ротора, приведенное к обмотке статора,
r'2=r2knp, (4.30)
146
где krp — коэффициент приведения;
A11P=(Wi1Zm2) [w^kJ{w^ka2)\2=ApmlwllklJz2. (4.31)
При /??і = 3
^=^/(®?)= 12^?/?. (4.32)
Значения удельных сопротивлений р и температурных коэффициентов а для материалов, применяемых для короткозамкнутых обмоток, приведены в табл. 4.7.
Таблица 4 7
Материал р, Ом wm2/m а TT
Медь M-I 0,0175=1/57 0,0040 8,9
Латунь ЛС-59-1 0,065 0,0026 8,5
Латунь Л-62 0,071 0,0017 8,5
Алюминий 0,035=2/57* — 2,6
* Для алюминия значение р учитывает наличие пустот при заливке.
Расчет индуктивных сопротивлений. Индуктивное сопротивление фазы обмотки статора (Ом)
X31 = [AKf1Wl1I1I[Pq1)] УI1 ¦ 10-«, (4.33)
где qi = z\l(2рт\)—число пазов на полюс и фазу обмотки статора; I1 — активная длина статора; /—частота сети; IXi— суммарная удельная проводимость для потоков рассеяния обмотки статора [см. (2.3)].
Индуктивное сопротивление фазы короткозамкнутого ротора
Xs2=(2nfll2lp)yjXrlO-s, (4.34)
где I2 — активная длина ротора; I1X2- суммарная удельная проводимость для потоков рассеяния ротора
2х2=ап2 + хк2 + хл2, (4.35)
где X112—удельная проводимость пазового рассеяния ротора; Хк2 — удельная проводимость рассеяния в воздушном зазоре; Хл2— удельная проводимость рассеяния лобовых частей обмотки.
Удельная проводимость пазового рассеяния ротора Хп2 равняется:
а) для круглого паза (рис. 4.9, а)
X112= 1,25 (0,66 + Лу2/6щ2); (4.36)
б) для грушевидного паза (рис. 4.9, б)
K2= 1,25 [(2/3) H1Kb1 + Ь2) + 0,66 +/гу2/?щ2]; (4.37)
147
в) для грушевидного закрытого (рис. 4.9, 0) /п2=1,25 [(2/3) AZ(A1-г-^+Хмс],
где ?„д-к — удельная проводимость потоков рассеяния через МОСТИК паза, определяемая графически.
Удельная проводимость рассеяния в воздушном зазоре ЯК2 для двигателей с короткозамкнутым ротором
Хк2=/г2/(9,58А5). (4.38)
Рис. 4 9 Форма пазов ротора асинхронной машины:
а — круглый паз; б — грушевидный паз; s —грушевидный закрытый
Для двигателей очень малой мощности с короткозамкнутым ротором удельную проводимость Як2 можно подсчитать по формуле
^=(^1-^1-^)/(12,88), (4.39)
где Ьщх и 6щ2 — ширина прорези паза статора и ротора соответственно.
Удельная проводимость рассеяния лобовых частей обмотки ко-роткозамкнутого ротора
/ л2 = 2,89Zy[Z2Z2 (2 sin ap/z2f] lg 2,36 DR\a + b), (4.40)
где Dr — средний диаметр короткозамкнутого кольца; (а + Ь) — половина периметра сечения короткозамыкающего кольца.
Индуктивное сопротивление фазы обмотки короткозамкнутого ротора, приведенное к обмотке статора,
Ap = *й (Apm^kD/z,. (4.41)
§ 4.5. ВЫБОР КОНДЕНСАТОРА ВОЗБУЖДЕНИЯ
Суммарная реактивная мощность конденсаторов РБ, необходимая для возбуждения трехфазного асинхронного генератора и компенсации фазового сдвига нагрузки [18],
^b=/JH.a(tg?r + tgcP), (4.42)
где Рн а — активная мощность, потребляемая нагрузкой (на три фазы); фг, ф — углы сдвига фаз между напряжением й током соответственно генератора и нагрузки.
