Проектирование специальных электрических машин переменного тока - Балагуров В.А.
Скачать (прямая ссылка):
Коэффициент использования магнитного потока якоря /гпя= = ф6/ф63, как уже отмечалось, учитывает, что часть магнитного по-
178
тока Фаз, так же как и в индукторных генераторах, не наводит ЭДС в обмотке якоря, хотя и нагружает магнитную цепь машины, увеличивая ее размеры и массу.
Величина коэффициента использования магнитного потока является функцией нескольких переменных ?ия = /(>•<, A7I 2р, б/т). Коэффициент /гия возрастает с увеличением К и числа пар полюсов; он уменьшается с увеличением воздушного зазора. Значения коэффициента /гия имеют большие значения при JV=I1 чем при JV=2, из-за положительного влияния торцового потока Ф'т „ (см. рис. 5.3).
Предварительно можно принять [11]: /ги я=0,84-0,85 для/V=I, ^11 я=0,754-0,8 для Л'=2.
Если взять наиболее характерные величины расчетных коэффициентов, электромагнитных нагрузок и допустимых индукций в маг-нитопроводе ротора, то для определения диаметра якоря можно воспользоваться более простой расчетной формулой, выведенной О. Г. Клочков ы м и Я. Л. Витенбергом [8], используемой на практике (для магнитопровода ротора из стали 10 и ЗОХГСЛ):
D = myrPjK'.yr^jA.ij^J^ (5.17)
где Osm—коэффициент межполюсного рассеяния при номинальной нагрузке генератора; предварительно значения asm в зависимости от числа полюсов ротора можно выбрать в соответствии с данными табл. 5.3; Рн — номинальная мощность, кВ-А.
Таблица 53
2р 4 6 8 12 16 20 40
1,45 1.5 1,55 1.7 1,8 1,9 2.4
Формула (5.17) получена с учетом потоков рассеяния полюсов, проходящих через магнитную цепь ротора из стали марок Ст.-10 или ЗОХГСЛ.
Активная длина якоря близка по величине к расчетной
I = W. (5.18)
Генераторы типа сексин для уменьшения массы проектируются обычно для работы без перегрузки. Поэтому величина рабочего воздушного зазора в генераторах типа сексин выбирается исходя из конструктивных и технологических соображений и ее можно подсчитать по формуле (см)
S>(0,02 + D.10-3). (5.19)
Диаметр ротора (индуктора)
Dv=D-2b. (5.20)
179
Число пар полюсов определяется заданной частотой и чистотой вращения /
p=60f/n. / (5.21)
Полюсное деление /
х = яО[{2р). / (5.22)
Для обеспечения механической прочности ротора его окружная скорость V не должна превышать допустимую
У = лор«/бО<Удоп. (5.23)
Допустимая окружная скорость для роторов генераторов типа сексин равняется порядка 100 м/с.
Проектирование обмотки якоря и определение размеров магнитной цепи якоря рассмотрены в гл. 2. Специфика дальнейшего расчета состоит в определении размеров магнитной цепи ротора и скобы обмотки возбуждения.
§ 5.3. ОПРЕДЕЛЕНИЕ РАЗМЕРОВ МАГНИТНОЙ ЦЕПИ РОТОРА И СКОБЫ ОБМОТКИ ВОЗБУЖДЕНИЯ
Для генераторов с внутризамкнутым магнитопроводом из-за сложности магнитной цепи очень важно правильно определить размеры магнитопровода ротора [8, 11]. Расчет ведется в следующем порядке.
Определяется магнитный поток в рабочем воздушном зазоре под полюсом звезды (Вб)
Ф5з = а5?5зт/•10^ = 08(08/^)1/-10-4. ' (5.24)
Полагаем, что активная длина ротора /р равняется активной длине статора I.
Если заранее выбрана обмотка якоря, то величина потока Фа3 определяется из требуемой величины ЭДС в фазе обмотки якоря
Фь3 = Фг1К.ъ = кЕи J(Ak^kJkn.,), (5-25)
где Фв — расчетная величина полезного магнитного потока якоря.
Значение потока Фвз, полученное по ЭДС якоря, должно соответствовать его величине, полученной по формуле (5.24), чтобы не превышать или не занижать рекомендуемые значения B03. В случае несоответствия этих потоков требуется изменить обмоточные данные или размеры магнитной цепи.
Определяется длина полюсной дуги
Ьр = арх, ар = 0,65^,0,7. (5.26)
Определяется угол скоса у по величине коэффициента бокового скоса YcK
YcK=(^2-Wt)= 1/3 ^1/5, (рис. 5.6)
где b2— t(ap-fYCK), *i=T(*p —Ye).
180
4 IgY = (^-A1)/*, (5.27)
— для двусторонней системы возбуждения
tgY = (^-*!)/2/p (5.28)
— для односторонней системы возбуждения.
Изображается эскиз наружной поверхности полюса (см. рис. 5.6).
Определяется магнитный поток через полюс звезды (см. рис. 5.1 и рис. 5.3)
Фта=Фіа + Фш=°шФ>» (5.29)
где зят = Фтз/Фгз==(Ф5з-г-фя7г)/ф5з— коэффициент рассеяния полюсов звезды.
Значения сТбт = /(2р) можно взять из табл. 5.3. Площадь поперечного сечения полюса (волнистое сечение на рис. 5.5)
8тз=Фтз-ЩВтз,
где Вт3 — допустимые значения индукции, которые выбираются следующими: ?m3^l,5 Тл—для стали ЮЛ и 35ХГСЛ, Bm3s^. ==?1,9 Тл — для стали 27 KX.
Длина основания полюса звезды (см. рис. 5.5) (см)
In = I9 или /„ = /,-(0,3-=-0,4). (5.30)
Ширина основания полюса звезды (см. рис. 5.5)
Приближенно
*т« (0,33 ч-0,36) х. (5.31)
Магнитный поток через вал
Ф.=(рФтА.«)1К, ' (5.32)
где йт.и — см. ниже (5.38).
Площадь поперечного сечения вала (волнистая линия на рис. 5.5)
5В=Ф„.10«/5В,
где Вв—магнитная индукция в сечении вала, для стали 10 ^1,4 Тл.
Диаметр вала
Я.=/ 4SJn; (5.33)
обычно ?>в« (0,3--0,355)D.
Расчетный магнитный поток в полюсе цилиндра
Ф»ц=(Ф«з/-^)^-(l- *„.,)/(! - А..™)], (5.34)
где /гЕ.ис—коэффициент использования внешнего магнитного пото-
