Курсовая работа: Определение параметров двигателя синхронного вертикального ВДС 2–325-24 мощностью 4000 кВт

2.6.4 Высота сердечника полюса

2.6.5 Число стержней демпферной обмотки (округляется до ближайшего целого):

 округляем до

2.6.6 Сечение стержня демпферной обмотки:

2.6.7 Диаметр стержня демпферной обмотки:

округляем с точность до  размеры демпферной обмотки корректируется по условию термической устойчивости:

;

113.0410>0.0556282.3910.384; 1130.4>1080.622 условие выполняется;

2.6.8 Шаг демпферной обмотки

Для уменьшения добавочных потерь и исключения прилипания ротора при пуске  и их шаг  корректируются так, чтобы выполнялось условие

(10-1) (1-0,027/0,032)=1,406>0,75 условие выполняется;

2.6.9 Площадь поперечного сечения короткозамкнутых колец:

так как полюса шихтованные то выбираем:

2.6.10 Поперечные размеры короткозамкнутых колец:

;

По стандартным значениям шинной меди выбираем =11; =45;

2.6.11 Ширина шлица паза демпферной обмотки

2.6.12 Высота шлица паза демпферной обмотки

2.7 Расчет магнитной цепи:

Схема замещения магнитной цепи синхронного двигателя

-МДС обмотки статора

-магнитное напряжение воздушного зазора

-магнитное напряжение зубцов статора

-магнитное напряжение спинки статора

-магнитное напряжение участке рассеяния

-магнитное напряжение полюса ротора

-МДС обмотки возбуждения

Спинка статора:

Длина участка:Ширина участка:

Площадь участка:

Длина силовой линии:

Зубцы статора:

Длина участка:  

Ширина участка:

Площадь участка:

Длина силовой линии:

Зазор:

Длина участка:

Ширина участка:

Площадь участка:

Коэффициент Картера :

Длина силовой линии

Полюс ротора:

Длина участка :

Ширина участка:

Площадь участка

Длина силовой линии:

Первая гармоника основного магнитного потока на холостом ходу:

МДС обмотки статора по продольной оси:

Коэффициент приведения обмотки статора по продольной оси:

Коэффициент формы поля:

Поток, приходящийся на полюсный наконечник:

Коэффициент проводимости :

=

Коэффициенты  и :

Для режима холостого хода ; и режима номинальной нагрузки ;

Расчет магнитной цепи:

Активное сопротивление ОС:

Расчет магнитной цепи для режима х.х. (i = 1):

Выбираем ЭТС среднелегированную марки 3413

Спинка статора:

Магнитный поток:

Индукция:

Напряженность (по кривым намагничивания)

Магнитное напряжение

Зубцы статора:

Магнитный поток:

Индукция

Напряженность (по кривым намагничивания)

Магнитное напряжение

Зазор:

Магнитный поток

Индукция

Напряженность (по кривым намагничивания)

Магнитное напряжение

Для полюса используем марку

Полюс ротора:

Магнитное напряжение на участке рассеяния полюсов:

Коэффициент рассеяния:

Магнитный поток

Индукция

Напряженность (по кривым намагничивания)

Магнитное напряжение

Результирующее магнитное напряжение в режиме холостого хода:

Индуктивное сопротивление рассеяния ОС:

Расчет E и магнитного потока при номинальной нагрузке:

Расчет магнитной цепи для режима номинальной нагрузки (i = 2):

Выбираем ЭТС среднелегированную марки 3413

Спинка статора:

Магнитный поток

Индукция

Напряженность (по кривым намагничивания)

Магнитное напряжение

Зубцы статора:

Магнитный поток

Индукция

Напряженность (по кривым намагничивания)

Магнитное напряжение

Зазор

Магнитный поток

Индукция

Напряженность (по кривым намагничивания)

Магнитное напряжение

Для полюса используем марку

Полюс ротора

Магнитное напряжение на участке рассеяния полюсов:

Коэффициент рассеяния:

Магнитный поток

Индукция

Напряженность (по кривым намагничивания)

Магнитное напряжение

Результирующее магнитное напряжение при номинальной нагрузке:

МДС обмотки возбуждения в номинальном режиме:

2.8 Расчет перегрузочной способности:

2.8.1 МДС обмотки возбуждения в режиме трехфазного К.З. при номинальном токе статора:

2.8.2Проверка кратности максимального синхронного момента:

;   условие выполняется.

2.9 Расчет обмотки возбуждения:

2.9.1 Ширина провода ОВ:

Ширина провода обмотки возбуждения ограничивается:

1). условием ее размещения в межполюсном пространстве :

так как число пар полюсов р=24 >2;

; 27,281<42,084; условие выполняется;

2). Условием надежного крепления обмотки возбуждения на полюсе :

; 27.281<38,773; условие выполняется;

Полученные значения должны соответствовать пределам:  и

2.9.2 Высота провода ОВ:

Приводим размеры провода обмотки возбуждения в соответствие со стандартными размерами шинной меди и определим сечение провода :

3,53 ;

 =32 ;

 =110,3

2.9.3 Средняя длина витка обмотки возбуждения:

так как ; то выбираем формулу:

2.9.4 Номинальное напряжение возбуждения:

2.9.5 Число витков ОВ:

 округляется до  46

2.9.6 Ток возбуждения х.х.:

2.9.7 Ток возбуждения при номинальной нагрузке:

2.9.8 Плотность тока в обмотке возбуждения при номинальной нагрузке:

2.9.9 Перегрев обмотки возбуждения:

Номинальные значения напряжения и тока обмотки возбуждения приводим в соответствие с номинальными данными возбудителей:

140 В;

450 А.

Окончательный выбор размеров проводника обмотки возбуждения должен удовлетворять условиям

; ;

; ;

; ;

Все условия выполняются.

3. Синтез и оптимизация электромагнитного ядра на ПК

Параметрическая оптимизация проводится на основе результатов аналитического ручного расчета, приведенного в главе 2. Процесс оптимизации имеет пошаговый характер и осуществляется при помощи программы “OPTCD”. На каждом шаге производится корректировка по одному или нескольким параметрам.

Данная глава содержит описание процесса направленного перебора значений с целью корректировки основных показателей двигателя. Основными этапами параметризации являются:

1.  Поиск приемлемого варианта;

2.  Оптимизация по минимуму приведенной стоимости (метод деформируемого многогранника);

3.  Оптимизация по минимуму резервов (метод ЛП/tau);

Номинальные данные:

Номинальная мощность Pн=4000кВт

Номинальное линейное напряжение Uн=6кВ

Номинальный коэффициент мощности cosφн=0.9

Номинальная частота напряжения сети fн=50Гц

Число пар полюсов p=12

Номинальный ток возбудителя Iвн=450А

Исходные значения конструктивных параметров:

Внутренний диаметр статора Di=2.933м

Число пазов статора Z=288

Число эффективных проводников в пазу Uп=8

Длина сердечника статора lt=0.39м

Величина воздушного зазора δ=0.009м

Ширина паза статора bп=0.013м

Высота паза статора hп=0.071м

Ширина сердечника полюса bm=0.208м

Высота сердечника полюса hm=0.208м

Ширина полюсного наконечника bpm=0.278м

Высота проводника обмотки возбуждения aem=3.53мм

Ширина проводника обмотки возбуждения bem=32мм

Число стержней демпферной обмотки nc=10

3.1 Поиск приемлемого варианта

Оптимизация параметров двигателя производится с помощью программы поисковой оптимизации двигателя «OPTCD». В таблице 1 приведены результаты ручного расчета двигателя по исходным данным. В первых двух колонках приводятся исходные значения, другие две – рассчитанные значения основных показателей двигателя. При выполнении всех ограничений целевая функция CF должна быть равна приведенной стоимости двигателя CД.

Таблица 1 - Экспресс – информация по данным, полученным при ручном расчете.

Из расчета видно, что двигатель с такими параметрами не удовлетворяет условиям, заданным в начале работы:

1.  Как видим отношение Ms/Mн = 1.2 слишком мало.

Страницы: 1, 2, 3, 4