 |
Обмотка статора. Параметры, общие для обмоток.
|
|
|
|
Для генератора принимаем двухслойную петлевую обмотку с мягкими секциями (см. табл. 9-4) из провода марки ПЭТ-155 (класс нагревостойкости F), укладываемую в трапецеидальные полузакрытые пазы (Приложение 27, в). Для двигателя принимаем двухслойную петлевую обмотку с жесткими секциями (см. табл. 9-4) из провода марки ПЭТП-155 (класс нагревостойкости F), укладываемую в прямоугольные открытые пазы (Приложение 30, б).
| Последовательность расчета | Условные обозначения | Источник | Синхронный генератор | Синхронный двигатель |
| (9-9) | 0,5[3,5sin(600)/(2·3,5)]=0,96 | 0,5[3sin(600)/(2·3)]=0,96 | |
| § 9-4 | 0,8 | 0,8 | |
 (реальные
пазы)
| (9-11) | 0,8∙42∙(2∙2)=8,4 | 0,8∙72∙(2∙4)=7,2 | |
 (реальные
пазы)
| § 9-4 | |||
| (11-37) | 2∙2∙8/42=0,762 | 2∙4∙8/72=0,89 | |
 
| (9-12) | sin(0,762∙900)=0,93 | sin(0,89∙900)=0,98 | |
| (9-13) | 0,96∙0,93=0,89 | 0,96∙0,98=0,94 | |
| (9-15) | 
| 
| |
| § 9-4 | |||
| (9-16) | 69,7∙1/(2∙3,5)=9,96 | 357∙1/(4∙3)=29,9 | |
| § 9-4 | |||
| (9-17) | 10∙2∙3,5/1=70 | 30∙4∙3/1=360 | |
| § 11-4 | |||
| § 11-4 | |||
| § 11-4 | |||
| (11-38) | 2∙2∙3,5/2=7 | 1∙4∙3/4=3 | |
 , Вб
| (9-18) | 17,6∙10-3∙69,7/70=17,5∙10-3 | 49,7∙10-3∙357/360=49,5∙10-3 | |
 , Тл
| (9-19) | 0,77∙69,7/70=0,767 | 0,82∙357/360=0,813 | |
 , А
| (11-39) | — | 
| |
|
, А
| (11-40) | 
| — | |
 , А/см
| (9-21) | 10∙10∙42∙54,1/(3,14∙286∙1)=253 | 10∙30∙72∙45,5/(3,14∙630∙1)=497 | |
 , Тл
| табл.9-13 | 1,6 | 1,5 | |
| Обмотка статора с трапецеидальными полузакрытыми пазами | ||||
 , Тл
| табл.9-14, § 11-4 | 1,9·0,95=1,8 | — | |
 ,мм
| (9-22) | 3,14∙286/42=21,4 | — | |
 , мм
| (9-23) | 21,4∙0,767/(0,97∙1,8)=9,4 | — | |
 , мм
| (9-24) | 17,5∙10-3∙106/(2∙0,97∙160∙1,6)=35 | — | |
 , мм
| (9-25) | [(406-286)/2]-35=25 | — | |
 , мм
| (9-26) | [3,14(286+2∙25)/42]-9,4=15,7 | — | |
 , мм
| § 9-4 | 0,5 | — | |
 , мм
| (9-34) и § 9-4 | 
| — | |
 , мм
| (9-27) | [3,14(286+2∙0,5-4,5)-42∙9,4]/(42- -3,14)=12,7 | — | |
| проверка
и , мм
| (9-28) | 42(15,7-12,7)+3,14(12,7-4,5)- -2∙3,14(25-0,5)≈0 | — | |
 , мм2
| (9-29) | 
| — | |
 , мм
| § 9-4 | 0,2 | — | |
 , мм
| § 9-4 | 0,2 | — | |
 , мм2
| (9-30) | 
| — | |
 , мм
| § 9-17 | 0,17 | — | |
 , мм2
| (9-31) | 0,4(2∙25+15,7+12,7)=31,4 | — | |
 , мм2
| (11-41) | 0,5∙15,7+12,7=20,6 | — | |
 , мм2
| (9-33) | 282-31,4-20,6=230 | — | |
 , мм2
| (11-42) | 0,85∙230=195,5 | — | |
| § 11-4 | — | ||
| § 11-4 | 0,75 | — | |
 , мм
| (11-46) | 
| — | |
 , мм/мм
| Приложе- ние 1 | 1,40/1,485 | — | |
 , мм2
| То же | 1,539 | — | |
 , мм2
| (11-43) | 1,539∙6=9,234 | — | |
 , мм2
| (11-44) | 0,15∙230=34,5 | — | |
 ,мм
| (11-45) | 0,15∙25=3,75 | — | |
| § 11-4 | — | ||
 ,
мм/мм
| Приложе- ние 1 | 1,40/1,485 | — | |
 , мм2
| То же | 1,539 | — | |
 , мм2
| (11-47) | 1,539∙6=9,234 | — | |
| (11-48) | 
| — | |
 , мм
| (9-40) | 3,14(286+25)/42=23,3 | — | |
 , мм
| (9-41) | 23,3∙8=186,4 | — | |
 , мм
| (9-42) | (1,16+0,14∙2)186,4+15=284 | — | |
 , мм
| (9-43) | 2(160+284)=890 | — | |
 , мм
| (9-45) | (0,12+0,15∙2)186,4+10=88 | — | |
 , мм
| § 11-4 | — | ||
 , А/мм2
| (9-39) | 54,1/(6∙1,539∙1)=5,86 | — | |
 ,
А2/(см∙мм2)
| § 11-4 | 253∙5,86=1483 | — | |
 ,
А2/(см∙мм2)
| Рис. 11-12 | 2150>1483 | — | |
| Обмотка статора с прямоугольными открытыми пазами | ||||
 , Тл
| табл.9-16 § 11-4 | — | 1,9∙0,95=1,8 | |
| ,мм
| (9-22) | — | 3,14∙630∙72=27,5 | |
 , мм
| (9-47) | — | 27,5∙0,817/(0,95∙1,8)=13,2 | |
 , мм
| (9-48) | — | 27,5-13,2=14,3 | |
|
, мм
| (9-24) | — | 
| |
|
, мм
| (9-25) | — | 
| |
 , мм
| Приложе- ние 30 | — | 14,2 | |
 , мм
| То же | — | 4,3 | |
 , мм
| § 9-4 | — | 1,0 | |
 , мм
| § 9-4 | — | 3,5 | |
 , мм
| § 9-4 | — | Принимаем 13 | |
| , мм
| (9-48) | — | 27,5-13,0=14,5 | |
| , мм
| § 9-4 | — | 0,35 | |
| , мм
| § 9-4 | — | 0,35 | |
| § 9-4 | — | ||
 , мм
| (9-50) | — | (14,5-4,1-0,35)/1=10 | |
| (9-51) | — | 30/1=30 | |
 , мм
| (11-49) | — | (0,9∙65-12,4-3,5-1,0-0,35)/30= =1,40 | |
 , мм2
| (9-53) | — | 1,40∙10=14 | |
|
| § 9-4 | — | ||
 , мм
| (9-54) | — | (1,4/1)-0,28=1,12 | |
 , мм
| (9-55) | — | (10/1)-0,22=9,78 | |
 ,
мм
| Приложе- ние 3 | — | 0,28/0,22 | |
 , мм
| Приложе- ние 2 | — | 1,12 | |
 , мм
| То же | — | 4,75 | |
 , мм2
| « | — | 5,1 | |
| § 11-4 | — | ||
| § 11-4 | — | ||
| § 11-4 | — | ||
| § 11-4 | — | ||
 , мм
| (9-57) | — | 1∙2(4,75+0,22)+4,1+0,35=14,5 | |
| , мм
| (9-58) | — | 27,5-14,5=13,0 | |
 , Тл
| (9-59) | — | 27,5∙0,817/(13,0∙0,95)=1,82 | |
 , мм
| (11-50) | — | 30∙1(1,12+0,30)+12,4=55,0 | |
 , мм
| Приложе- ние 30 | — | 0,5+1,1+0,2=1,8 | |
 , мм
| (11-51) | — | 1∙2(1,12+0,30)+1,8=4,64 | |
 , мм
| (11-52) | — | 55,0+4,64+3,5+1,0+0,35= =64,75=64,49 | |
| , мм
| (9-40) | — | 3,14(630+65)/72=30 | |
| , мм
| (9-41) | — | 30∙8=240 | |
| , мм
| (9-61) | — | 1,2∙240+65+90=443 | |
| , мм
| (9-43) | — | 2(445+443)=1776 | |
| , мм
| (9-63) | — | 0,35∙240+65/2+45=162 | |
| , мм
| § 11-4 | — | ||
| , А/мм2
| (9-39) | — | 45,5/(2∙5,1∙1)=4,45 | |
| ,
А2/(см∙мм2)
| § 11-4 | — | 497∙4,45=2210 | |
| ,
А2/(см∙мм2)
| рис. 11-12 § 9-4 | — | 2240>2210 |
§11-5.Демпферная (пусковая) обмотка.
|
|
|
|
|
|
Демпферная обмотка полюсов синхронных машин выполняет ряд функций. В генераторах она служит для снижения уровня динамических перенапряжений в обмотке ротора при несимметричных коротких замыканиях, гашения обратного синхронного поля, улучшения формы ЭДС и симметрии напряжений при несимметричных нагрузках отдельных фаз, успокоения качаний и повышения динамической устойчивости работы. Генераторы малой мощности (до 100 кВт) обычно не имеют демпферной обмотки.
Синхронные двигатели выполняют с демпферной обмоткой, которая служит в качестве пусковой при асинхронном пуске, а так же для успокоения качаний в процессе работы. Демпферную обмотку обычно изготовляют из стержней круглого сечения, закладываемых в круглые пазы, равномерно расположенные по дуге полюсных наконечников. Концы стержней замыкают пластинами (сегментами), расположенными вдоль полюсной дуги с обеих сторон полюса. Эти сегменты соединяют между собой по междуполюсному пространству пластинами, образуя коротко замыкающие кольца. Параметры демпферной обмотки устанавливают с учетом следующих условий. Для улучшения демпфирующего эффекта обмотка должна иметь малое активное сопротивление. Поэтому стержни, короткозамыкающие сегменты и соединительные пластины обычно выполняют из меди.
|
|
|
Суммарную площадь поперечного сечения стержней демпферной обмотки на один полюс целесообразно принимать близкой к 15% суммарной площади поперечного сечения меди обмотки статора, приходящейся на одно полюсное деление (мм2)
. (11-53)
Для уменьшения добавочных потерь и пульсаций ЭДС обмотки статора желательно принимать зубцовое деление полюсного наконечника ротора 
близким к зубцовому делению статора . При 
, равном целому числу, а также при 
или 
целесообразно выбирать 
. При 
целесообразно принимать в генераторах 
, а в двигателях (чтобы исключить возможность проявления эффекта «прилипания») должно быть несколько меньше или больше . В приведенных выражениях 
- несократимая дробь.
Предварительное количество стержней демпферной обмотки на один полюс (шт.)
(11-54)
Количество стержней демпферной обмотки на полюс 
выбирают так, чтобы минимальная ширина крайнего зубца полюсного наконечника 
была не менее 3 мм и не превышала 0,5 .
Предварительный диаметр стержня демпферной обмотки (мм)
; (11-55)
принимают значение 
, равное ближайшему целому числу, и определяют соответствующее этому диаметру 
сечение стержня .
Уточненное значение зубцового деления полюсного наконечника (мм)
(11-56)
Диаметр круглой части паза полюсного наконечника (мм)
(11-57)
Размеры шлица паза демпферной обмотки генераторов выбирают так, чтобы ширина 
и высота 
(рис. 11-13) были примерно одинаковыми (около 3 мм); в двигателях (для увеличения вращающего момента) высоту шлица принимают 1,5—2 мм.
Рис. 11-13. Эскиз полюсного
наконечника с пазами демпферной обмотки:
1 — полюс; 2 — стержень демпферной обмотки;
3 --- короткозамыкающий сегмент.
Для обеспечения механической прочности кромок полюсного наконечника должно соблюдаться условие 
. При малых высотах кромок полюсных наконечников крайние пазы демпферной обмотки выполняются закрытыми; при этом 
Предварительная длина стержня демпферной обмотки
(11-58)
затем ее уточняют при проработке конструкции машины.
Размеры короткозамыкающих сегментов выбирают такими, чтобы их высота 
, толщина 
а площадь поперечного сечения 
составляла около половины суммарной площади поперечного сечения стержней одного полюса (мм2), т. е.
|
|
|
(11-59)
Окончательно размеры сегмента в поперечном сечении 
а также его площадь в этом сечении следует выбрать по приложению 2.
Площадь поперечного сечения перемычки 
между сегментами разных полюсов принимают не менее 0,5 , а площадь контакта между перемычкой и сегментом — не менее 5 .
Примеры расчета машин.
|
|
|
