Общие параметры магнитной цепи

5.8.1 Суммарная МДС магнитной цепи (на один полюс) [11-111]

F_Σ(1)= F_бзс +F_пс=2530+604=3133,4 А

5.8.2 Коэффициент насыщения [11-112]

к_нас=F_Σ/(F_б+F_п2)= 3133,4 /(1678+157)=1,7

Рисунок 5.1 Характеристика холостого хода генератора

Таблица 5.2 Нормальная характеристика холостого хода генератора [§ 11-6]

6 Активное и индуктивное сопротивление обмотки статора для установившегося режима

6.1 Активное сопротивление обмотки фазы при 20 ⁰С [9-178]

r₁= Ом

6.2 Активное сопротивление в относительных единицах [9-179]

r_1*=r₁I₁/U₁=0,0292∙180,4∙ /400=0,0228 о.е.

6.3 Проверка правильности определения r_1* [9-180]

r_1*= о.е.

6.4 Активное сопротивление демпферной обмотки [9-178]

r_д= Ом.

6.5 Размеры паза [рис. 9-9, табл. 9-21]

b_п1=11,8 мм; h_ш1=1 мм; h_к1=3 мм;h₂=1,9 мм; h_п1=39,2 мм; h₃=1 мм; h₄=1 мм;

h₁=32,3 мм; b_ш1=0,6∙b_п1=0,6∙11,8=7,08 мм

6.6 Коэффициенты, учитывающие укорочение шага [9-181, 9-182]

к_β1=0,4+0,6β₁=0,4+0,6∙0,8=0,88

к'_β1=0,2+0,8β₁=0,2+0,8∙0,8=0,84

6.7 Коэффициент проводимости рассеяния [9-186]

λ_п1=

6.8 Коэффициент проводимости дифференциального рассеяния [11-118]

λ_д1=

6.9 Коэффициент проводимости рассеяния лобовых частей обмотки [9-191]

λ_л1= .

6.10 Коэффициент зубцовой зоны статора [11-120]

к_вб=

6.11 Коэффициент, учитывающий влияние открытия пазов статора на магнитную проницаемость рассеяния между коронками зубцов [§ 11-7]

к_к=0,1

6.12 Коэффициент проводимости рассеяния между коронками зубцов

[11-119]

λ_к=

6.13 Суммарный коэфициент магнитной проводимости потока рассеяния обмотки статора [11-121]

λ₁=λ_п1+λ_л1+λ_д1+λ_к=1,344+3,55+0,426+0,24=5,56

6.14 Индуктивное сопротивление обмотки статора [9-193]

х_σ=1,58∙f₁∙ℓ₁∙w²₁∙λ₁/(p∙q₁∙10⁸)=1,58∙50∙140∙50²∙5,56/(2∙5∙10⁸)=0,154 Ом.

6.15 Индуктивное сопротивление обмотки фазы статора [9-194]

х_σ*=х_σ∙I₁/U₁=0,154∙180,4∙ /400=0,12 о.е.

6.16 Проверка правильности определения х_σ* [9-195]

х_σ*= о.е.

8 Расчет магнитной цепи при нагрузке

Рис. 7-1 – Частичные характеристики намагничивания Е; Ф=f(F_δзс), Ф_п=f(F_пс), Ф_σ=f(F_δзс)

Рисунок 7.2 – Векторная диаграмма Блонделя

7.1 ЭДС, индуктированная магнитным потоком воздушного зазора (рис. 7-2)

E_б*=1,076 о.е.

7.2 МДС для воздушного зазора и статора (рис. 7-1)

F_б*=0,75 о.е.

7.3 МДС для магнитной цепи воздушного зазора и статора (рис. 7-1)

F_бзс*=0,98 о.е.

7.4 Предварительный коэф-ент насыщения магнитной цепи статора [11-126]

к'_нас=F_бзс/F_б=0,98/0,75=1,31

7.5 Поправочные коэффициенты, учитывающие насыщение магнитной цепи

[рис. 11-17]

æ_d=0,94; æ_q=0,58; æ_qd=0,0032

7.6 Коэффициенты реакции якоря [табл. 11-4]

к_аd=0,86; к_аq=0,4

7.7 Коэффициент формы поля реакции якоря [§ 11-8]

к_Фа=1

7.8 Амплитуда МДС обмотки статора [11-125]

F_a=0,45m₁w₁к_об1I₁к_фа/р=0,45∙3∙50∙0,91∙180,4∙1/4=5560 А

7.9 Амплитуда МДС обмотки статора в относительных единицах [11-127]

F_а*= о.е.

7.10 Поперечная составляющая МДС реакции якоря, с учетом насыщения, от­несенная к обмотке возбуждения [11.128]

F_aq*/cosψ=æ_qk_aqF_a*=0,58∙0,4∙1,77= 0,412о.е.

7.11 ЭДС обмотки статора, обусловленная действием МДС (7-1)

E_aq/cosψ=0,225 о.е.

7.12 Направление вектора ЭДС Е_бd, определяемое построением вектора Е_aq/cosψ (7-2)

ψ=49,75˚; cosψ=0,646; sinψ=0,763

7.13 Продольная МДС реакции якоря с учетом влияния поперечного поля [11-130]

F'_ad*=æ_dk_adF_a*sinψ+k_qdF_a*cosψτ/δ=0,94∙0,86∙1,8∙0,763+0,0032∙1,8∙0,646∙324,2/2,3=1,6 о.е.

7.14 Продольная составляющая ЭДС (рис. 7-2)

E_бd*=Ф_бd*=1,062 о.е.

7.15 МДС по продольной оси (рис. 7-1)

F_бd*=0,8 о.е.

7.16 Результирующая МДС по продольной оси [11-131]

F_ба*=F_бd*+F'_ad*=0,8+1,6=2,41 о.е.

7.17 Магнитный поток рассеяния (рис. 7-1)

Ф_σ*=0,83 о.е.

7.18 Результирующий магнитный поток [11-132]

Ф_п*=Ф_бd*+Ф_σ*=1,062+0,83=1,9 о.е.

7.19 МДС, необходимая для создания магнитного потока (рис. 7-1)

F_пс*=1,0 о.е.

7.20 МДС обмотки возбуждения при нагрузке [11-133]

F_п.н*=F_ба*+F_пс*=2,41+1,0=3,41 о.е.

7.21 МДС обмотки возбуждения при нагрузке [11-134]

F_п.н=F_п.н*F_Σ(1)=3,41∙3133,4 =10691,5 А

8 Обмотка возбуждения

8.1 Напряжение дополнительной обмотки статора [11-135]

U_д=U₁∙w_d/w₁=400∙5/50=40 В

8.2 Предварительная средняя длина витка обмотки возбуждения [11-136]

ℓ'_ср.п=2,5(ℓ_п+b_п)=2,5(155+115,2)=675,5 мм

8.3 Предварительная площадь поперечного сечения проводника обмотки воз­буждения [11-173]

S'= мм²

8.4 Предварительная плотность тока в обмотке возбуждения [рис. 11-21]

J'_п=3,6 А/мм²

8.5 Предварительное количество витков одной полюсной катушки [11-138]

w'_п=

8.6 Расстояние между катушками смежных полюсов [11-139]

а_к= мм

По [§ 11-9] принимаем многослойную катушку из изолированного медного провода прямоугольного сечения марки ПСД.

8.7 Размера проводника без изоляции [прил. 2]

a×b=3,15×7,1 мм;

S=21,82 мм²

8.8 Размера проводника с изоляций [прил. 3]

a'×b'=3,48×7,54 мм

8.9 Предварительное наибольшее количество витков одном слое [11-140]

N'_в=(h_п-h_пр)/(1,05b')=(95,8-2∙5)/(1,05∙7,54)=10,8

8.10 Предварительное количество слоев обмотки по ширине полюсной катушки [11-141]

N'_ш= w'_п/ N'_в=161/10,8=14,9

8.11 Раскладка и уточнение числа витков катушки [рис. 11-22 а]

4 слоев по 12 витков

4 слоя по 10 витков

4 слоя по 8 витков

4 слоя по 6 витков

4 слоя по 4 витка

N_ш=20; w_п=160; N_в=12

8.12 Размер полюсной катушки по ширине [11-142]

b_к.п=1,05 N_ш a'=1,05∙20∙3,48=73 мм

8.13 Размер полюсной катушки по высоте [11-143]

h_к.п=1,05 N_вb'=1,05∙12∙7,54=95 мм

8.14 Средняя длина витка катушки [11-144]

ℓ_ср.п=2(ℓ_п+b_п)+π(b_к+2(b_з+ b_и))=2(155+115,2)+3,14(73+3,4)=780,3 мм

8.15 Ток возбуждения при номинальной нагрузке [11-153]

I_п.н=F_п.н/w_п=10691,5/160=66,8 А

8.16 Количество параллельных ветвей в цепи обмотки возбуждения [§ 11-9]

а_п=1

8.17 Уточненная плотность тока в обмотке возбуждения [11-154]

J_п=I_п.н/(а_пS)=66,8/(1∙21,82)=3,06А/мм²

8.18 Общая длина всех витков обмотки возбуждения [11-155]

L_п=2рw_пℓ_ср.п∙10^-3=2∙2∙160∙780,3∙10^-3=500 м

8.19 Массам меди обмотки возбуждения [11-156]

m_м.п=8,9L_пS∙10^-3=8,9∙500∙21,82∙10^-3=97 кг

8.20 Сопротивление обмотки возбуждения при температуре 20˚ С [11-157]

r_п=L_п/ρ_м20а_пS=500/57∙1∙21,82=0,4 Ом

8.21 Максимальный ток возбуждения [11-158]

I_{п max}=U_п/(r_пm_т)=(40-2)/(0,4∙1,38)=68,6 А

8.22 Коэффициент запаса возбуждения [11-159]

I_{п max}/I_п.н=68,6/66,8=1,026

8.23 Номинальная мощность возбуждения [11-160]

Р_п=U_п∙I_{п max} = (40-2)∙68,6=2606 Вт

9 Параметры обмоток и постоянные времени

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском по сайту: