Расчёт характеристики холостого хода

 

Расчёт характеристики холостого хода проводится по основной пространственной гармонике поля в зазоре не один полюс.

Намагничивающая сила зазора равна:

 

 (3.1)

где k _d = k _{d 1} k _{d 2} k _{d p} k _{d c} k _{d p 2} = 1,047*1,037* 1,002* 1,018*1,014 = 1,123 коэффициент зазора (коэффициент Картера)

где коэффициент, учитывающий зубчатость статора,

 (3.2)

Коэффициент, учитывающий пазы ротора при немагнитных клиньях и наличии больших зубцов по продольной оси,

   (3.3)

где k _{ q} - коэффициент, учитывающий пазы ротора в области малых зубцов:

 (3.4)

здесь t₂- зубцовый шаг ротора

 (3.5)

Коэффициент, учитывающий пазы радиальные вентиляционные каналы статора

   (3.6)

Коэффициент, учитывающий ступенчатость крайних пакетов статора

   (3.7)

Коэффициент, учитывающий рифление бочки ротора при косвенном охлаждении обмотки возбуждения

   (3.8)

где t _p = 12мм; b_p = 6 мм

Магнитный поток в зазоре, обусловленный основной гармоникой индукции в режиме холостого хода (при Е₀=U _H )

 (3.9)

Индукция в воздушном зазоре

 (3.10)

 

Намагничивающая сила всей магнитной цепи машины с учётом насыщения стальных участков на х.х. обеспечивающая Е₀=U _H

F _{f 0} = k m F _d = 1 , 2 * 3 00 4 2 =36050А (3.11)

где k =1,2 – для большинства турбогенераторов.

Таблица 2.

Величина	Ед	Значение
E 0 *	о.е.	0,58,	1,00	1,21	1,33	1,40	1,46	1,51
E0=UH E 0 *	B	3516	6062	7335	8062	8487	8850	9154
Ф 0	Вб	0, 61	1,24	1,28	1,41	1,48	1,55	1,60
В 	Тл	0, 38	0, 75	0,79	0,87	0,91	0,95	0,98
F 	A	15630	30042	32493	35784	37429	39074	40308
Ff*	о . е.	0,5	1,0	1,5	2,0	2,5	3,0	3,5
Ff= Ff* Ff0	A	9378	36050	58487	85882	112287	140666	169294

Построим характеристику холостого хода рис.7 в относительных единицах,

Е*=f (F _f *), точке Е*=1,0 соответствуют базовые величины параметров.

Намагничивающая сила и ток обмотки возбуждения при номинальной нагрузке

Н.с. обмотки статора, приведённая к обмотке возбуждения

 

 (3.12)

 

Угол j _ = a r cc o s ( 0 , 8 ) = 3 7 ⁰ , a ₁ = 6 ⁰  j x _p * I _H * =0,13

По характеристике х.х. рис.6 находим соответствующий ток возбуждения

i * _fE = 1,2. Н.с. обмотки возбуждения на полюс при номинальной нагрузке i * _{f Н} = 2,2. Т.к. н.с. возбуждения приведена к одному масштабу с током возбуждения, то

F* _fH = i * _fH

Действительная н.с. возбуждения

F _fH = F* _fH F _{f 0} = 2,2*36050 =79310А (3.13)

Номинальный ток возбуждения

i_{f Н} = 4 F_fH / (Z₂ u_n2) =4*79310 / (20*18) =881 A (3.14)

 

Построение регулировочной характеристики

 

Две точки регулировочной характеристики i * _f = f ( I *) уже известны (1;0) и (2,2;1).

Для получения промежуточных точек зададимся значениями I* =0,3 и 0,8

Тогда jx * _p I * = 0,6 и 0,15 , а i * _f =1,2 и 2,0 характеристика приведена на рис.8.

Активное сопротивление обмотки возбуждения:

 (3.15)

Число катушек на полюс

q ₂ = Z ₂ / 4 = 20/4 = 5 (3.16)

Уточнённое значение номинального напряжения возбуждения

 (3.17)

 

Номинальная мощность возбудителя

 

Р _fH = u_fH * i_fH = 138*881 =122 кВт

Выбираем возбудитель ВТ-450-3000

Номинальная мощность – 470 кВт

Номинальное напряжение – 280В

Номинальный ток – 1680А

Номинальный КПД – 91,5%.