Файл: Проектирование синхронного генератора.docx

СОДЕРЖАНИЕ

ЗАДАНИЕ

на выполнение курсового проекта по дисциплине

«Электромеханика»

Вариант № 32
Студент__________________________________________гр. __________
1Тема: «Проектирование синхронного генератора».

2 Срок предоставления к защите ___________________2022 г.

3 Исходные данные для проектирования:

Номинальная мощность Р_н= 600 кВт.

Номинальное линейное напряжение U_н = 400 В.

Номинальная частота вращения n_н = 1500 мин^-1.

Частота f= 50 Гц.

Коэффициент мощности cosφ_н = 0,8.

Число фаз m = 3.

Охлаждение – воздушное, самовентиляцией.

4 Содержание расчетно-пояснительной записки:

4.1 Выбор главных размеров активной части генератора;

4.1.1 Выбор типа обмотки и расчет зубцовой зоны статора;

4.1.2 Выполнение сегментировки статора;

4.1.3 Расчет размеров пазов и ярма статора, параметров обмотки статора;

4.1.4 Выбор воздушного зазора, определение размеров полюсов ротора;

4.1.5 Расчет магнитной цепи;

4.1.6 Расчет массы активных материалов;

4.1.7 Расчет МДС обмотки возбуждения при нагрузке.

---

5 Графическая часть:

5.1 Векторная диаграмма;

5.2 Конструкция синхронного генератора.


Руководитель работы:
Задание принял к исполнению студент
«______________»_____________________2022 г.

ВВЕДЕНИЕ

Синхронной машиной называется двухобмоточная электрическая машина переменного тока, одна из обмоток которой присоединена к электрической сети с постоянной частотой, а вторая – возбуждается постоянным током.

Конструктивное исполнение статора синхронной машины может быть различным в зависимости от назначения и габаритов машины. Так, в многополюсных машинах большой мощности при наружном диаметре сердечника статора более 900 мм пластины сердечника делают из отдельных сегментов, которые при сборке образуют цилиндр сердечника статора. Корпуса статоров крупногабаритных машин делают разъемными, что необходимо для удобства транспортировки и монтажа этих машин.

Роторы синхронных машин могут иметь две принципиально различающиеся конструкции: явнополюсную и неявнополюсную.

Синхронные машины применяются во многих отраслях народного хозяйства, в частности, в качестве генераторов в передвижных и стационарных электрических станциях, двигателей в установках не требующих регулирования частоты вращения или нуждающихся в постоянной частоте вращения.

Наиболее распространена конструктивная схема синхронной машины с вращающимся ротором, на котором расположены явновыраженные полюсы. Иногда явнополюсные синхронные машины малой мощности выполняют по конструктивной схеме машин постоянного тока, то есть с полюсами, расположенными на статоре, коллектор заменяется контактными кольцами.

Электрические машины серий СД2 и СГ2 рассчитаны на продолжительный режим работы. Их возбуждение осуществляется от устройства, питающегося от дополнительной обмотки, заложенной в пазы статора.

1 Выбор главных размеров генератора

1.1 Расчёт номинальных параметров

1 Номинальное фазное напряжение (при соединении обмотки статора в звезду Y)



2 Номинальная полная мощность

---

3 Номинальный фазный ток



4 Число пар полюсов



5 Расчётная мощность



где k_Е – отношение ЭДС обмотки якоря при номинальной нагрузке Е_н к номинальному напряжению U_н , k_Е=1.08.

---

1.2 Определение размеров статора

6 По рисунку 1.1 для при 2р = 4 предварительно находим внутренний диаметр статора.


Рисунок 1.1– Зависимость D=f(S'_H)
Согласно рисунку 1.1 внутренний диаметр статора D =0,57 м.

7 Внешний диаметр статора



Значения k_Д в зависимости от 2р приведены в таблице 1.1.
Таблица 1.1–Значения k_Д в зависимости от 2р

2р	4	6	8	10	12	14
kД	1,43–1,52	1,38–1,45	1,35–1,4	1,3–1,36	1,28–1,33	1,25–1,3
2р	16	18	20	24	26	32 и более
kД	1,22–1,28	1,2–1,26	1,18–1,25	1,16–1,22	1,15–1,2	1,14–1,18

По таблице 1.1 k_Д = 1,43–1,52.

По таблице 1.2 выбираем ближайший нормализованный внешний диаметр статора.
Таблица 1.2–Значения нормализованного диаметра и его высоты

Габарит	Da, мм	h, мм
12	660	400
13	740	450
14	850	500
15	990	560
16	1180	630
17	1430	630
18	1730	630
19	2150	630
20	2600	630
21	3250	630

---

Из таблицы 1.2 следует, что D_a=850 мм=0,85 м (14-й габарит).

Высота оси вращения h = 0,5 м.

Уточняем внутренний диаметр статора



8 Полюсное деление



9 Расчетная длина статора.

По рисункам 1.2 и 1.3 для τ =0,448 м при 2р = 4 находим:

А=510∙10² А/м; В_δн = 0,88 Тл.



Рисунок 1.2 – Линейная нагрузка А при U_н = 380–6600 В


Рисунок 1.3 – Индукция В_δн при U_н = 380–6600 В
Так как и kB зависят от размеров и конфигурации полюсного наконечника, а также воздушного зазора δ и полюсного деления τ и пока неизвестны, то предварительно можно принять α_δ= 0,65–0,68; k_B= 1,16–1,14, а их произведение · k_B= 0,75 – 0,78

Задаемся: α_δ =0,66; k_В=1,15; k_об1= 0,92; α_δ∙k_В=0,67∙1,15=0,77, тогда





10 Находим λ



По рисунку 1.4 устанавливаем, что найденное значение λ лежит в пределах, ограниченных кривыми при р = 2.



Рисунок 1.4 – Значения λ для современных машин
11 Действительная длина статора



12 Число вентиляционных каналов при b_К = 0,01 м и l_пак = (0,04–0,05) м



Принимаем n_К=6.

13 Длина пакета



Округляем до целого мм: l_пак=0,045 м.

14 Суммарная длина пакетов сердечника

---