Файл: Проектирование синхронного генератора.docx

1.3 Расчёт зубцовой зоны статора. Сегментировка

15 Число параллельных ветвей обмотки статора.

Так как I_нф = 1082,5 А > 200 А, то



Выбираем a₁=4, что кратно 2р=4, при этом



16 Из рисунка 1.5 (кривая1) для τ =0,44 м находим:

t_1min=0,028 м, t_1max=0,033 м.



Рисунок 1.5 – Максимальные и минимальные значения t
17 Максимальное число пазов (зубцов) магнитопровода статора



18 Минимальное число пазов (зубцов) магнитопровода статора



19 Число пазов магнитопровода статора.

Так как D_a=850 мм < 990 мм, то статор не нуждается в сегментировке. В диапазоне Z_lmax – Z_lmin требованиям пп. 2.1 – 2.5 удовлетворяет число пазов:







Тогда



20 Число проводников в пазу (предварительно)



Так как u_п должно быть четным числом, принимаем u_п=6.

Уточняем:





п. 13 –

где n_к=6 – число каналов (п. 12). Принимаем l_пак= 0,045 м;

п. 14 – ;

1.4 Расчёт пазов и обмотки статора

21 Для предварительного определения ширины паза зададимся максимальной индукцией в зубце (рекомендуемый диапазон 1.6–2.0 Тл), тогда:

---

22 Поперечное сечение эффективного проводника обмотки статора (предварительно):



Плотность тока:


AJ₁ определено по рисунку 1. 6 (кривая 1).



Рисунок 1.6–Кривые AJ₁

23 Возможная ширина изолированных проводников в пазу:



Выбираем изоляцию катушек класса нагревостойкости В. Предварительно двусторонняя толщина изоляцииδ_иппри напряжении U_H ≤ 660 В принята равной 1,8 мм.

24 Сечение эффективного проводника обмотки статора
q_эф = 52,04 мм² > (18–20) мм²,


Выбираем проводник марки ПЭТВСД с двусторонней толщиной изоляции 0.5 мм, тогда ширинане изолированного проводника:


По таблице 1.4 окончательно размеры медного проводника принимаем: a₁×b₁=3,15×4,5; q_эл= 13,6 мм²; размеры проводника с изоляцией a_1из×b_1из=3,65×5 мм. Сечение эффективного проводника q_эф=n_элq_эл=4∙13,6=54,4 мм².

Таблица 1.4–Значения ближайшего стандартного элементарного проводника

Размер по большей стороне b, мм	Номинальный размер провода по меньшей стороне а, мм
	1,25	1,4	1,6	1,8	2,0	2,24	2,5	2,8	3,15	3,55	4,0
	Расчетное сечение провода qэл, мм2
4,0							9,45	10,8
4,5						9,72	10,7	12,0	13,6
5,0					9,64	10,8	12,0	13,4	15,2	17,2
5,6				9,72	10,9	12,2	13,7	15,2	17,1	19,3	21,5
6,3			9,86	11,0	12,2	13,7	15,2	17,1	19,3	21,8	24,3
7,1		9,72	11,2	12,4	13,8	15,5	17,2	19,3	21,8	24,7	27,5
8,0	9,78	11,0	12,6	14,0	15,6	17,6	19,4	21,8	24,6	27,8
9,0	11,0	12,4	14,2	15,8	17,6	19,8	22,0	24,6	27,8
10	12,3	13,8	15,8	17,6	19,6	22,0	24,6	27,4
11,2		15,5	17,7	19,8	22,0	24,7	27,4
12,5			19,8	22,1	24,6	27,6

---

25 Ширина паза (уточненная):





где

26 Высота паза (уточненная):



где

Отношение:

находится в допустимых пределах.

27 Плотность тока в проводнике обмотки статора (уточненное значение):



28 Проверка индукции в зубце (приближенно):





29 Проверка индукции в ярме статора (приближенно):





где

Таблица 1. 5–Спецификация паза

Поз.	Наименование	Число слоев		Толщина, мм
		по ширине	по высоте	по ширине	по высоте
1	Провод ПЭТВСД	2	18	2×5	6×2×3,65
2	Лента стеклослюдинитовая ЛС 0,13 мм	3 вполнахлеста		1,56	3,12
		(0,13∙3∙2∙2)	(0,13∙3∙2∙2∙2)
3	Лента стеклянная ЛЭС 0,1 мм	1 встык		0,2	0,2
4	Стеклотекстолит СТ1 1 мм	-	2	-	2
5	Стеклотекстолит СТ1 0,5 мм	-	2	-	1
6	Клин	-	-	-	5
	Разбухание изоляции	-	-	0.1	0,9
	Допуск на укладку	-	-	0,2	0,2
	Общая толщина изоляции на паз	-	-	1,8	11,52
	Размеры паза в свету (округленно) bп1 × hп1	-	-	12,1	56,1
	Размеры паза в штампе b′п1 × h′п1	-	-	12,3	56,3

---

30 Перепад температуры в изоляции:







31 Градиент температуры в пазовой изоляции:



Окончательно принимаем:

D=0,56 м; D_a=0,85 м; τ=0,44 м; t₁=0,0293 м; b_п1=12,1∙10^-3м; h_п1=56,1∙10^-3м; l_δ=0,355 м; l_ст1=0,315 м; l₁.=0,372 м; А= 554∙10² А/м; J₁= 5,2∙10⁶А/м²; h_а=0,089 м.
32 Полное число витков фазы обмотки статора:



33 Шаг обмотки:





Принимаем шаг обмотки y₁=12, тогда:



34 Коэффициент укорочения шага обмотки статора:



35 Коэффициент распределения обмотки статора:



36 Обмоточный коэффициент:

---

2 ВЫБОР ВОЗДУШНОГО ЗАЗОРА. РАСЧЁТ ПОЛЮСОВ РОТОРА

Задавшись перегрузочной способностью генератора по рисунку 2.1 находим



Рисунок 2.1–Усредненная зависимость x_d*=f(М_м/M_н)
37 Приближенное значение воздушного зазора



где

38 Округляем предварительную величину зазора с точностью до0.1 мм и принимаем воздушный зазор под серединой полюса 0,0073 м. Зазор под краями полюса

Среднее значение воздушного зазора



39 Находим длину полюсной дуги. Примем α = 0,68, тогда



40 Радиус дуги полюсного наконечника



41 Высота полюсного наконечника при τ =0,44 м по таблице 2.1 h =0,055 м.
Таблица 2.1–Значение высоты полюсного наконечника

τ, см	15–20	20–30	30–40	40–50	50–60
hp, см	2.2–3	3–4	4–5	5–6	6–7.5

42 Длина сердечника полюса и полюсного наконечника



43 Находим расчётную длину сердечника полюса. Принимаем тогда



44 Предварительная высота полюсного сердечника



45 Определяем коэффициент рассеяния полюсов. Из таблицы 2.2 имеем k≈ 10,5, тогда

---