Определение главных размеров статора СГ

НАЦИОНАЛЬНАЯ АКАДЕМИЯ

ПРИРОДООХРАННОГО И КУРОРТНОГО СТРОИТЕЛЬСТВА

КАФЕДРА ЭНЕРГОСНАБЖЕНИЯ И ФИЗИКИ

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

И

ЗАДАНИЕ

ПО КУРСОВОМУ ПРОЕКТУ

« РАСЧЕТ ТРЕХФАЗНОГО СИНХРОННОГО ГЕНЕРАТОРА »

ПО ДИСЦИПЛИНЕ

«ВЕТРОУСТАНОВКИ»

(часть 4 «ВЕТРОЭЛЕКТРОГЕНЕРАТОРЫ» )

для студентов по направлению обучения

6.050701 «Электротехника и электротехнологии»

Г.Симферополь

Часть 1. МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ ПО РАСЧЕТУ ТРЕХФАЗНОГО СИНХРОННОГО ГЕНЕРАТОРА С ПОСТОЯННЫМИ МАГНИТАМИ

Общие положения

Трехфазные синхронные генераторы ( СГ ) применяются для получения электрической энергии в трехфазных цепях переменного синусоидального тока на всех электростанциях, работающих в сети электроснабжения, а также на многих автономных электростанциях и установках.

Особенностью СГ является работа на постоянной частоте вращения – синхронной ( n₀ об/мин.) , определяющей заданную частоту тока f , Гц. Значения n₀ и f связаны соотношением n₀ = 60 f / р, где р – число пар полюсов СГ. Постоянство частоты вращения для СГ при различной нагрузке обеспечивается соответствующим регулированием приводного двигателя ( паровой турбины, газовой турбины, гидротурбины, ветротурбины и т.п.)

В большинстве конструкций СГ на неподвижной части машины ( статоре ) расположена трехфазная статорная обмотка переменного тока, состоящая из m фаз. На подвижной части машины ( роторе ) расположена обмотка возбуждения – обмотка постоянного тока. В последнее время в СГ мощностью до 50 кВт применяется возбуждение постоянными магнитами. Схемы СГ приведены на рис.1.

СГ крупных электростанций имеют мощность от 10 до 800 МВт и выполняются с возбуждением постоянным током. За счет регулирования тока возбуждения при различном токе статора в СГ регулируется количество реактивной мощности при данной величине вырабатываемой активной мощности ( т.е. регулируется величина Соs φ и режим работы «R-L» или «R-C» ). При возбуждении постоянными магнитами Соs φ соответствует заданному значению только в номинальном режиме, а вырабатываемая реактивная мощность является индуктивной ( режим «R-L» ).

Конструкция СГ с постоянными магнитами содержит активные и конструктивные материалы.

К активным относятся:

- сердечник статора, имеющий наружный диаметр статора D_н1, внутренний диаметр

статора ( диаметр расточки статора ) D, длину активной части статора - l ;

- обмотка статора, состоящая из m фаз, имеющая р – пар полюсов и w_ф – число

витков в фазе; обмотка рассчитана на величину фазного напряжения U_Ф и фазного тока

I_Ф в номинальном режиме работы;

- сердечник ротора, имеющий наружный диаметр ротора D_н2, диаметр основания

постоянных магнитов D_b2, длину основания Р3 , δ - воздушный зазор между

статором и ротором; постоянные магниты выбираются для заданной величины числа пар полюсов и создают в СГ постоянный магнитный поток Ф₀, которому соответствует ЭДС – Е₀ .

Конструктивные материалы составляют - корпус, подшипниковые щиты, вал, клеммная коробка и т.п.

СГ с постоянными магнитами в данном курсовом проекте ( КП ) предназначен для работы в составе ветроэнергетической установки ( ВЭУ ) небольшой мощности 7,0 … 15,0 кВт. Предметом расчета в КП является расчет активной части статора – сердечника и обмоток. Параметры ротора считаются заданными без расчета.

В задании на КП указываются по вариантам заданная выходная активная мощность в номинальном режиме Р_НОМ , номинальное линейное напряжение U_Л , номинальная синхронная частота вращения n₀, номинальная частота тока f , число фаз статорной обмотки m и схема соединения фаз, величина воздушного зазора, а также режим охлаждения СГ.

Задание на КП и перечень рассчитываемых параметров приводится во второй части методического пособия.

Определение главных размеров статора СГ