Выбор воздушного зазора. Расчёт полюсов ротора

Задавшись перегрузочной способностью генератора Мм/Mн = 2,1, по рис. 5.1 находим xd* =1,4.

Приближенное значение воздушного зазора

где

Вд0 = 0,95 Вдн = 0,95?0,95=0,903 Тл.

Округляем предварительную величину зазора с точностью до 0,1 мм и принимаем воздушный зазор под серединой полюса 0,0036м. Зазор под краями полюса

дм=1,5?д=1,5?0,0036=0,0054 м.

Среднее значение воздушного зазора

Находим длину полюсной дуги. Примем б = 0,7, тогда

Радиус дуги полюсного наконечника

Высота полюсного наконечника при ф = 0,293 м по табл. 5.1

= 0,038 м.

Длина сердечника полюса и полюсного наконечника

lm = lр = l1 =0,456 м.

Находим расчётную длину сердечника полюса. Принимаем lf =0,02 м, тогда

Предварительная высота полюсного сердечника

Определяем коэффициент рассеяния полюсов. Из табл. 5.2 имеем k ? 7,0, тогда

Рассчитаем ширину полюсного сердечника, задавшись Bm = 1,5 Тл; kcp = 0,95 (полюсы выполнены из стали Ст 3 толщиной 1 мм):

Так как

vр= рDnн/60=р?1,12?500/60=29,3 м/с<30 м/с,

то используем способ крепления полюсов к ободу шпильками.

Длина ярма (обода) ротора

где Дlc= 0,1 м.

Минимальная высота ярма ротора

где Bj =1,15 Тл.

Округляем с точностью до 1 мм и принимаем hj =0,067 м.

Расчёт демпферной обмотки

Выбираем число стержней демпферной обмотки на полюс = 5.

Поперечное сечение стержня

Диаметр медного стержня

Округляем dC=13,5·10-3м, тогда qC=143,1·10 -6 мІ

Определяем зубцовый шаг ротора. Принимаем Z=5?10-3 м, тогда

Проверяем условия

t2 =0,0373>t1=0,0326 - данное условие не выполняется;

t2=0,0307>0,8•t1=0,8?0,0326=0,0261-условие выполняется.

5Пазы ротора выбираем круглые полузакрытые.

Диаметр паза

ds=dc+ 0,1=13,5+0,1=13,6 мм.

Раскрытие паза bs = 3 мм, высота шлица hs = 2 мм.

Длина стержня

lc=lp+(0,2-0,4)ф=0,456+0,3?0,293=0,544 м.

Сечение короткозамыкающего сегмента

qкз=bксhкс=1,15?0,5Ncqc=1,15?0,5?5?143,1?10-6 = 411?10-6 мІ.

По табл. 6.1 выбираем прямоугольную медь 11Ч40 мм (сечение qкз=439 ммІ), причем bкс ?2dc /3=2?13,5?10-3/3=9?10-3 м =9 мм.

Эскизы активных частей генератора представлены на рис. 3.

Расчет магнитной цепи

В данном разделе готовим расчётные выражения, необходимые для расчёта магнитной цепи (табл. 3).

Таблица 3

Параметр

Е* и Ф*

0,5

1

1,1

1,2

1,3

Е, В

115,5

230,9

254

277

300,2

Ф=Е/3,3·103, Вб

0,035

0,07

0,077

0,084

0,091

Вд=Е/290,9, Тл

0,4

0,8

0,87

0,95

1,03

Fд=14,4Е, А

1663,2

3324,9

3657,6

3988,8

4322,9

=6,38•10-3Е, Тл

0,737

1,47

1,62

1,77

1,92

, А/м

214

2920

7600

19000

35000

FZ1=6,75•10-2 , А

14,4

197,1

513

1282,5

2362,5

Ва=Е/203, Тл

0,57

1,14

1,25

1,36

1,48

о

0,62

0,47

0,43

0,37

0,32

На, А/м

172

1200

2700

6000

14000

Fa=17,6?10-2о На, А

18,8

99,3

204,3

390,7

788,5

ВZ2=5,42•10-3Е, Тл

0,63

1,25

1,38

1,5

1,63

НZ2, А/м

300

940

1393

2270

4750

FZ2=14,2•10-3 НZ2, А

4,26

13,3

19,8

32,2

67,5

FдZa= Fд+ FZ1+ Fa+ FZ2, А

1700,7

3634,6

4394,7

5694,2

7541,4

Фу=3,2•10-6 FдZa, Вб

0,0054

0,0116

0,0141

0,0182

0,0241

Фm= Ф + Фу=Е/3,3·103+3,2•10-6•FдZa, Вб

0,0404

0,0816

0,0911

0,1022

0,1151

Вm=Фm/0,057,Тл

0,71

1,43

1,6

1,8

2,02

Нm, А/м

593

2300

4100

7683

20308

Fm=0,191• Нm, А

113,3

439,3

783,1

1467,5

3878,8

Fдmj = 250 Вm, A

178

358

400

450

505

Вj =41·10-4 Е+42,9•10-6FдZa, Тл

0,55

1,103

1,23

1,38

1,55

Нj, А/м

443

1100

1370

1970

3440

Fj= 8,69•10-2Нj, А

38,5

95,6

119,1

171,2

298,9

Fmj= Fm+ Fдmj+ Fj, А

329,8

892,9

1302,2

2089

4682,7

Fвo= FдZа+ Fm+ Fдmj+ Fj, А

2030,5

4527,5

5696,9

7783,2

12224,1

Fвo*

0,45

1

1,26

1,72

2,7

Фm*

0,58

1,17

1,3

1,46

1,64

FдZa*

0,38

0,803

0,97

1,26

1,67

Fmj*

0,07

0,2

0,29

0,46

1,03

Фу*

0,077

0,166

0,201

0,260

0,344

Для магнитопровода статора выбираем горячекатаную сталь 1511 толщиной 0,5 мм. Полюсы ротора выполняем из стали Ст 3 толщиной 1 мм. Толщину обода (ярма ротора) принимаем hj =0,067 м.

Магнитный поток в зазоре

По рис. 1.2 при дм/д=1,5; б=0,7; д/ф=0,0036/0,293=0,0122 находим kв=1,155 и бд=0,69.

Уточненное значение расчетной длины статора

где b'к=гд=0,99?3,6?10-3=3,56?10-3;

г= (bк/д)2/(5+ bк/д)=(1?10-2/3,6?10-3)2/(5+1?10-2/3,6?10-3) = 0,99.

Индукция в воздушном зазоре

Коэффициент воздушного зазора статора

Коэффициент воздушного зазора ротора

Результирующий коэффициент воздушного зазора

Магнитное напряжение воздушного зазора

Ширина зубца статора по высоте 1/3 h?п 1 от его коронки

где

Индукция в сечении зубца по высоте от его коронки

Магнитное напряжение зубцов статора

При Е=1,3Ен =1,92 > 1,8 Тл, поэтому соответствующую напряженность определяем по кривым намагничивания, рис. 7.1, с учётом коэффициента

Индукция в спинке статора

Магнитное напряжение спинки статора

где

о определяем по рис. 7.2.

Высота зубца ротора

Расчетная ширина зубца ротора (для круглых пазов)

Индукция в зубце ротора

Магнитное напряжение зубцов ротора

Удельная магнитная проводимость рассеяния между внутренними поверхностям сердечников полюсов

Удельная магнитная проводимость рассеяния между внутренними поверхностями полюсных наконечников

где

Удельная магнитная проводимость рассеяния между торцевыми поверхностями

Удельная магнитная проводимость для потока рассеяния

Магнитное напряжение ярма статора, зазора и зубцов полюсного наконечника, А,

Поток рассеяния полюса, Вб,

Поток в сечении полюса у его основания, Вб,

Фm=Ф+Фу=Е/3,3·103+3,2•10-6FдZa.

Индукция в полюсе, Тл,

Так как при Е от 1,2 Uн до 1,3Uн Вm>1,6 Тл, то в табл. 3 расчёт падения магнитного напряжения на полюсе Fm производим по эквивалентной напряженности Нmр, которую определяем по трем сечениям полюса, табл. 4.

Таблица 4

Е*

Фm

Ф'm

Фmcp

Bm

B'm

Вmcp

Нm

Н'm

Нmcp

Нmр

1,2

0,1022

0,093

0,0976

1,79

1,63

1,71

11350

4750

7500

7683

1,3

0,1151

0,102

0,1086

2,02

1,79

1,91

31500

11350

19750

20308

При этом

Фm=Ф+Фу; Ф'm=Ф+Фулplmу=Ф+0,47Фу;

Фmcp=(Фm+Ф'm)/2;

Магнитное поле напряжения полюса, А,

где

hmp=hm+hp=0,153+0,038=0,191 м.

Магнитное напряжение стыка между полюсом и ярмом ротора, А,

Индукция в ярме ротора, Тл,

Магнитное напряжение в ярме ротора, А,

Магнитное напряжение сердечника полюса, ярма ротора и стыка между полюсом и ярмом, А,

Магнитодвижущая сила обмотки возбуждения на полюс, А,

Результаты расчета магнитной цепи сводим в табл. 3. При переводе значений FдZa, Fmj, Фm в относительные единицы за базовые соответственно приняты Fво и Ф при Е*=1.

По табл. 3 на рис. 4 строим в относительных единицах характеристику холостого хода.

Характеристика холостого хода

Рис. 4. Характеристика холостого хода

На этом же рис. 4 приведена нормальная (типовая) характеристика холостого хода.

 
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   Скачать   След >