Студопедия

КАТЕГОРИИ:

АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника



Расчет обмотки




Читайте также:
  1. IX. Обеспечение своевременных расчетов по полученным кредитам.
  2. А) Повреждения обмотки статора
  3. АВС-анализ. Расчет оптимальной партии заказа
  4. Автоматизация выполнения расчетной части курсовой работы
  5. Агрегатный индекс может быть преобразован а среднеарифметический и среднегармонический индекс при отсутствии исходной информации для расчета агрегатной формы индекса.
  6. Актуальные проблемы учета расчетов с бюджетом по налогам и сборам в коммерческих организациях
  7. Актуарные расчеты
  8. Актуарные расчеты будущих пенсионных обязательств.
  9. Алгоритм проверочного расчета вала
  10. Алгоритм расчета индивидуального индекса

В статоре СГ применяем двухслойную петлевую обмотку. Использование таких обмоток позволяет уменьшить расход меди и изоляционных материалов, а также улучшить форму кривой ЭДС E0.

Для определения числа витков в обмотке одной фазы статора определяем величину магнитного потока под полюсом в режиме холостого хода Φδ0 и ЭДС E0

Φδ0 = Bδ0 l τ αi , Вб 1.9

где αiкоэффициент формы магнитной индукции по полюсом, равный 0,716.

E0 = keUф, В 1.10

где UФ – номинальное фазное напряжение статорной обмотки СГ, равное

UФ = UН / В,

Приводим расчеты по формулам 1.9 … 1.10 и записываем полученные значения

Φδ0 = ____________ Вб, E0 = ____________ В

Определяем предварительное число витков в одной фазе обмотки статора wф

1.11

Коэффициент kb = kф – коэффициент формы поля

Приводим расчеты по формуле 1.11 и записываем полученное значение wф , округляя до целого четного числа. Принимаем wф = __________

Далее рассчитываем номинальный ток фазы, А,

1.12

Приводим расчет по 1.12 и записываем величину ___________А

Обмотка статора укладывается в пазы сердечника статора в два слоя, как принято выше. На рис.3 для примера приведен рисунок паза с уложенной в два слоя обмоткой и пазовой изоляцией.

Число пазов Z в сердечнике статора зависит от числа фаз обмотки и числа пар полюсов. Вычисляем число пазов Z сердечника статора, учитывая заданное число фаз обмотки m и полученное в 1.3. число пар полюсов р

Z = 2pmq 1.13

где q — число пазов приходящихся на полюс и фазу.

При числе полюсов 2p > 8 и малом полюсном делении число q выбирается дробным. При дробном q уменьшается отрицательное влияние высших гармоник ЭДС в статорной обмотке.

Принимаем для всех вариантов ,

Приводим расчеты по формуле 1.13 и записываем полученное значение Z = _______ .

Определяем число эффективных проводников в пазу NП

1.14

где a — число параллельных ветвей обмотки фазы.

При выборе числа параллельных ветвей а , ток в одной параллельной ветви должен быть в пределах 50 … 150 А для применения стандартного обмоточного провода. В данном случае, при сравнительно небольшой мощности ( до 15,0 кВт ), для всех вариантов принимается a = 1.



Вычисляем Nn по 1.14. и принимаем целое число, рассматривая способ укладки проводников в пазу в два слоя.

При большом числе пар полюсов ( 2p > 8 ) проводники в пазу сердечника статора следует размещать так, чтобы высота паза была больше его ширины, так как при данном D и Z ширина паза не может быть большой. Например, при Nn = 8, по ширине можно расположить 2 проводника и по высоте 4, при этом в одном слое будет 4 проводников – 2 х 2. При Nn = 12, по ширине можно расположить 3 проводника, а по высоте 4, при этом в одном слое будет 6 проводников – 3 х 2. При Nn = 16 по ширине можно расположить 4 проводника, и по высоте 4, при этом в одном слое будет 8 проводников – 4 х 2.

Приводим расчет по 1.14 и записываем величину Nn = _____________ .

Уточняем число витков в фазе:

1.15

и окончательно записываем wф = _______________ витков

Определяем зубцовое деление tz для сердечника статора – длину дуги по окружности диаметра D расточки статора, приходящуюся на один паз и один зуб – рис.4 .

       
   
 
 

 

 


t

D
z

 



 
 
Рис.4. Часть внутренней окружности расточки статора диаметром D с указанием величины зубцового деления tz, тремя пазами, двумя зубцами и размерами пазов и зубцов ( указанными далее по расчету )  

 


Рис.3. Пример укладки в пазу статора двухслойной обмотки с обмоточной и пазовой изоляцией ( размер проводника а х в )  

 

 

Величина зубцового деления tz, м равна , м 1.16

Уточняем линейную нагрузку, А/м,

1.17

Проводим вычисления и записываем tz = ______________ м ( с точностью до десятых долей мм ) и величину А = _____________ А/м ( с точностью до десятых долей А/м ).

Определяем величину магнитного потока Ф σ0 и магнитной индукции Вσ0 в режиме холостого хода:

1.18 1.19

Коэффициент kb = kф – коэффициент формы поля

Приводим расчеты по формулам 1.18, 1.19 и записываем полученные значения

Φδ0 = _____________ Вб, Bδ0 = ____________Тл;

Определяем минимальную ширину зубца bZ min . Эта величина ограничивается по двум параметрам.

Во-первых, по величине максимальной индукции в зубце BZmax. Как видно из рис.5, магнитная индукция в зубцах статора повышается по сравнению с магнитной индукцией в воздушном зазоре, поскольку примерно половина площади зубцового слоя занята пазами. Пазы, заполненные обмотками из меди и изоляцией, имеют большое сопротивление магнитному потоку, и магнитный поток вытесняется из пазов в зубцы.

       
 
   
Рис.5 Участок магнитной цепи синхронного генератора 1 – лист сердечника статора, 2 – паз в листе сердечнике статора, 3 – зубец листа сердечника статора, 4 – полюс ротора Φδ0 - величина магнитного потока на холостом ходу  
 

 


Для стали марки 1411, из которой обычно штампуются листы сердечника статора, допустимое значение индукции в зубце, BZmax = 1,6 … 1,9 Тл . Принимаем это значение и вычисляем минимальную ширина зубца bZ min , м

,м 1.20

где kc — коэффициент заполнения магнитопровода сталью, kc = 0,95 при толщине листа Δл = 3,5·10-4 м = 0,35 мм .

Величина bZ min , во-вторых, ограничивается механической прочностью зубца. Из соображения механической прочности и технологичности при штамповке листов пакета статора целесообразно выбирать b zmin 0,005 м. В противном случае следует увеличить диаметр расточки статора и повторить расчет.

Приводим расчеты по формуле 1.20 и записываем полученное значение b zmin = _______________ м.

После определения bZ min выполняется расчет паза сердечника ( рис.3, 4 ).

Для уменьшения сопротивления воздушного зазора и снижения зубцовых пульсаций пазы статора выполняют полуоткрытыми. При изготовлении обмотки статора из провода прямоугольного сечения (а х в) – рис.3, пазы оказываются прямоугольными, а зубцы — трапецеидальными – рис.4.

Определяем предварительное значение ширины паза bП

, м 1.21

где hk — высота коронки зубца ( рис.4 ), hk составляет обычно (1,3 … 1,5)·10-3 м.

Приводим расчеты по формуле 1.21 и записываем полученное значение

bn = _____________ м.

Определяем сечение эффективного проводника обмотки статора - q ЭФ мм2

1.22

где j1 — допустимая плотность тока, А/мм2

Плотность тока в проводниках обмотки статора при продолжительном режиме работы зависит от условий охлаждения. При само вентиляции, согласно заданию, j1 = (4,5 … 10)·106 А/м2 = 4, 5…12 А/мм2.

Принимаем j1 = 5 А/мм2 , приводим расчеты по формуле 1.22 и записываем полученное значение

q ЭФ = ________________ мм2.

Полученное предварительно значение q ЭФ может быть выполнено обычно применяемым обмоточным проводом типа ПНСДК и ПНСДКТ, имеющим минимальную толщину изоляции. Для принятого числа эффективных проводников в пазу Nn в одном слое обмотки будем располагать в пазу по его ширине, например, 3 проводника ( или 2 или 4 проводника ), а по высоте паза в одном слое 2 проводника. В этом случае в пазу окажется 12 ( или8 или 16 ) проводников обмотки.

Предполагая указанное расположение проводников, найдем допустимую в пазу ширину изолированного проводника aизp , м

1.23

где nш — число эффективных проводников по ширине паза, равное 2 или 3 или 4;

Δn — толщина пазовой изоляции ( рис.3 ).

В качестве пазовой изоляции используют стеклослюдиниты и полиамидную пленку. В этом случае суммарная толщина изоляции на сторону Δn обычно составляет (0,18 … 0,22)·10-3 м.

Приводим расчеты по формуле 1.23 и записываем полученное значение aизp = _______________м.

Определяем расчетную допустимую ширину неизолированного провода aнеизp

aнеизp = aизpΔиз, м 1.24

где Δиз — толщина изоляции провода на обе стороны.

Для обмотки статора применяют провода с двухсторонней толщиной изоляции Δиз = (0,2 .. 0,3)·10-3 м.В данном случае приводим расчеты по формуле 1.24 и записываем полученное значение

aнеизp = _________________ м.

Принимаем стандартные размеры серийно выпускаемых неизолированных проводов типа ПНСДК и ПНСДКТ, близкие для полученного сечения q ЭФ

a = 1,28 мм; b = 3,35 мм; qa = 4,288 мм2;

a = 1,32 мм; b = 3,55 мм; qa = 4,471 мм2;

a = 1,38 мм; b = 3,85 мм; qa = 5,313 мм2.

Прямоугольные проводники могут укладываться вертикально (рис а) или же плашмя (рис б).

После выбора провода уточняем ширину bn и высоту паза hn , а также фактическую плотность тока в обмотке.

Уточненная ширина паза составляет , мм,

bn = nш(a + Δиз) + 2 Δn, мм 1.25

Приводим расчеты по формуле 1.25, округляем в большую сторону до десятых долей мм и записываем полученное значение bn = _________________ мм.

Определяем высоту hn паза для двух слоев обмотки по 2 проводника в слое

hn = nb·(b + Δиз) + 3·Δn + hk + hкл, мм 1.26

где nb — число проводников по высоте паза;

hкл — высота клина; принимаем высоту клина hкл = (5 … 8)·10-4 м,

hk — высота коронки зубца ( рис.4 ), hk составляет обычно (1,3 … 1,5)·10-3 м.

Приводим расчеты по формуле 1.26 и записываем полученное значение hn _______________ мм

Выполняем паз полуоткрытым и рассчитываем ширину щели полуоткрытого паза bщ , чтобы можно было уложить провод обмотки

bщ = a + Δиз + Δщ, мм 1.27

где Δщ — припуск по ширине щели, принимается в пределах Δщ = (7 … 8)·10-4 м.

Приводим расчеты по формуле 1.27 и записываем полученное значение bщ = ___________ мм,

Для примера на рис. 6. приведен эскиз паза для Nn = 12 ( 3 х 2 х 2 слоя )

После расчета размеров паза, уточняем ряд предварительно принятых параметров.

Уточненная плотность тока ja для выбранного сечения провода обмотки qa

ja = Iнф / qa, А/мм2 1.28

Приводим расчет по 1.28 и записываем величину ja = ____________ А/мм2.

Уточняем минимальную ширину зубца

, м 1.29

Приводим расчет по 1.29 и записываем величину b zmin = ___________ м

 

Рис. 6. Паз статора с размещением проводников обмотки согласно расчету, для Nn = 12 ( 3 х 2 х 2 слоя )  

 

Уточненная индукция в узком сечении зубца

, Тл 1.30

Приводим расчет по 1.30 и записываем величину BZ MAX = ________________ Тл.

Определяем высоту спинки статора ha ( рис.4 )

м 1.31

где Bd — допустимая индукция в спинке якоря. Для стали 1411 Bd ≤ 1,5 Тл. Приводим расчет по 1.31 и записываем величину ha = ____________, м

Определяем предварительно внешний диаметр статора Dа

Dа = D + 2hn + 2ha, , м. 1.32

Полученное значение Dа округляем до ближайшего нормализованного диаметра

( 0,52; 0,55; 0,60, 0,62; 0,65 ) и записываем величину наружного диаметра статора как Dн1 :

Dн1 = ________________ м.

Уточняем, если надо, высоту спинки статора ha

,м 1.33

В случае отличия Dа и Dн1 приводим расчет по 1.33 и записываем величину ha =______________, м

Уточняем индукцию в спинке статора B d

, Тл 1.34

Приводим расчет по 1.34 и записываем величину B d = ________________ Тл.

 

Рассчитываем шаг обмотки статора y1 частичный шаг обмотки одной фазы, равный числу пазов между двумя активными проводниками одной секции. Двухслойные обмотки статора, как правило, выполняют с укороченным шагом - y1 = (0,8 … 0,86)τn,где τn = 3q1._Величина _ q1-число пазов на полюс и фазу, принята ранее 1, 1/4 = 1,25 ,

τn = 3 q1 = 3. 1, 25 = 3,75 ___

тогда y1 = 3,75 (0,8 … 0,86) = (3…3,225)

Приняв y1 = __________ (целое число), определяем отношение β = y1 / τn = 3/3,75 = 0,8 1.35

Рассчитываем параметры укладки секций обмотки статора - коэффициент укорочения kу и коэффициент распределения kp

1.36

Приводим расчет по 1.36 и записываем величину kу = ___________

1.37

Известно, что q1 = b + c / d, где b — целое число, c / d — правильная несократимая дробь, откуда bd + c = 1·4 +1 = 5, тогда kp = ____________________________

Определяем для уточнения с ранее принятым значение обмоточный коэффициент kо и приводим его величину

kо = ky·kp = ______________ 1.38

Определяем коэффициент воздушного зазора

1.39

 

где δ — величина воздушного зазора, принято в задании δ = 0,6 мм.

Определяем активное сопротивление одной фазы обмотки статора Rd , Ом .

1.40

где ρ0 — удельное сопротивление меди при t = 20 °C, ρ0 = 1,75·10-8 Ом·м;
lср — средняя длина витка ;

kt— температурный коэффициент сопротивления, kt = 1,22.

a— число параллельных ветвей обмотки фазы, а = 1

Вычисляем среднюю длину витка секции обмотки lср

lср = 2 (l + lл) , м 1.41

где lл— длина лобовой части витка, равная

lл = 1,4τ 1.42

Приводим расчет по 1.39 …1.41 и записываем величины

 

lл = ______________ м, lср = _______________ м, Rd = _________________ Ом

 

Определяем индуктивное сопротивление рассеяния одной фазы обмотки статора - Хσ

, Ом 1.43

где λn, λд, λл — коэффициенты удельной проводимости пазового, дифференциального и лобового рассеяния, соответственно; μ0 = 4π.10-7 Гн / м, l= lσ.

Без расчета используем следующие значения:

Удельную проводимость пазового рассеяния для прямоугольного паза λn= 1,487

Удельную проводимость дифференциального рассеяния λд = 0, 142

Удельная проводимость лобового рассеяния λл = 0,278

Приводим расчет по 1.43 и записываем xσ = _____________ Ом

Определяем индуктивные сопротивления одной фазы статорной обмотки ( синхронное сопротивление ) по продольной xadи поперечной xaq осям :

, Ом 1.44

, Ом 1.45

где Λad, Λaq — коэффициенты проводимости машины по продольной и поперечной осям , соответственно.

Принимаем без расчета Λad = 0,098; Λaq = 0,0958 и приводим расчеты по 1.44, 1.45. Записываем индуктивные сопротивления одной фазы статорной обмотки по продольной xadи поперечной xaqосям:

xad = ____________________Ом. xaq = ________________________Ом.

Определяем полные индуктивные сопротивления одной фазы обмотки статора по продольной и поперечной осям, как сумму составляющей синхронного сопротивления и сопротивления рассеяния:

 

xd = xad + xσ , Ом 1.46

xq = xaq + xσ; , Ом 1.47

 

Приводим расчет по 1.46, 1.47 и записываем

xd = ______________________Ом;

xq = _______________________Ом.

Определяем синхронное сопротивление одной фазы обмотки статора Х

1.48

Приводим расчет по 1.48 и записываем величину Х = _____________ Ом


Дата добавления: 2015-02-09; просмотров: 66; Нарушение авторских прав





lektsii.com - Лекции.Ком - 2014-2020 год. (0.02 сек.) Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав
Главная страница Случайная страница Контакты