Изменение напряжения генератора

 

<30%

 

Отношение короткого замыкания

 

Значение ОКЗ (11.227)

 

ОКЗ=Е'_0*/х_d*=1.18/2.516=0.47 о.е.

 

Кратность установившегося тока к.з. (11.228)

 

I_k/I_1н=ОКЗ∙I_пн*=0,47∙3,22=1,51 о.е.

 

Наибольшее мгновенное значение тока (11.229)

 

i_уд=1,89/х''_d*=1.89/0.141=13,4 о.е.

 

Статическая перегружаемость (11.223)

 

S=E'_00*k_p/x_dcosφ_н=3,8∙1,02/2,516∙0,8=1,93 о.е., где

 

E'_00*= E'_0* I_пн*=1,18∙3,22=3,8 о.е.,

 

Угловые характеристики

 

Определяем ЭДС (рис. 11.15 а)

Е'_0*=3,8 о.е.

Определяем уравнение (11.221)

 

Р_*=(Е'_0*/х_d*) sinθ+0.5 (1/х_q*-1/x_d*) sin2θ=

=3.8/2.516∙sinθ+0.5 (1/1.326–1/2.516) sin2θ=1.51sinθ+0.18sin2θ.

 

 

 

Тепловой и вентиляционный расчеты

 

Тепловой расчет

 

Потери в основной и дополнительной обмотках статора (11.247)

 

Р'_м1=m₁m'[I'²r₁+(I_пн/ ) r_d]=

=3ּ1,48 [360,8²∙0,0138+(61,4/ )²∙0,0039)=7998 Вт;

 

где m'_т=1,48 – коэффициент для класса нагревостойкости изоляции В (§ 5.1).

Потери на возбуждение синхронной машины при питании от дополнительной обмотки статора

 

P _П= I_пн²ּ r _П+2 I_пн=61,4²ּ0,733+2∙61,4=4213 Вт

 

Условная внутренняя поверхность охлаждения активной части статора (9.379)

 

S_n1=πD₁ℓ₁=πּ518,2ּ300=4,88∙10⁵ мм².

 

Условный периметр поперечного сечения (9.381)

 

П₁=2 (h_n1+b_п1)=2 (30,2+14,3)=89 мм.

 

Условная поверхность охлаждения пазов (9.382)

 

S_и.п1=z₁П₁ℓ₁=72ּ89ּ300=19,22∙10⁵ мм².

Условная поверхность охлаждения лобовых частей обмотки (9.383)

 

S_л1=4πD₁ℓ₁=4ּπּ518,2ּ135,8=8,84∙10⁵ мм².

 

Условная поверхность охлаждения двигателей с охлаждающими ребрами на станине (9.384)

 

S_маш=πD_н1(ℓ₁+2ℓ_В1)=πּ660 (300+2ּ135,8)=11,85∙10⁵ мм².

 

Удельный тепловой поток от потерь в активной части обмотки и от потерь в стали, отнесенных к внутренней поверхности охлаждения активной части статора (9.386)

 

р_п1=  Вт/мм²,

 

где к=0,76 – коэффициент (таблица 9.25).

Удельный тепловой поток от потерь в активной части обмотки и от потерь в стали, отнесенных к поверхности охлаждения пазов (9.387)

 

р_и.п1=  Вт.

 

Удельный тепловой поток от потерь в активной части обмотки и от потерь в стали, отнесенных к поверхности охлаждения лобовых частей обмотки (9.388)

 

р_л1=  Вт.

 

Окружная скорость ротора (9.389)

 

v₂=  м/с.

 

Превышение температуры внутренней поверхности активной части статора над температурой воздуха внутри машины (9.390)

 

Δt_п1= 46,5°С,

 

где α₁=17,5ּ10^-5 Вт/мм²ּград – коэффициент теплоотдачи поверхности статора.

Односторонняя толщина изоляции в пазу статора (§ 9.13)

 

b_и1=(b_п1-N_шb)/2=(14,3–1∙2,8)/2=4,35 мм.

 

Перепад температуры в изоляции паза и катушек из круглых проводов (9.392)

 

Δt_и.п1= °С.

 

Превышение температуры наружной поверхности лобовых частей обмотки над температурой воздуха внутри двигателя (9.393)

 

Δt_л1=р_л1/α₁=5,12∙10^-3/17,5ּ10^-5=29°С.

Перепад температуры в изоляции лобовых частей катушек из круглых проводов (9.395)

 

Δt_и.л1=р_л1 =5,12∙10^-3 38,4 °С.

 

Среднее превышение температуры обмотки над температурой воздуха внутри двигателя (9.396)

 

Δt'₁=(Δt_п1+Δt_и.п1) +(Δt_л1+Δt_и.п1) =(46,5+49,2) +(29+38,4) °С.

 

Потери в двигателе, передаваемые воздуху внутри машины (9.397)

 

Р'_Σ=к(Р'_м1 +Р_сΣ)+Р'_м1 +Р'_м2+Р_мхΣ+Р_д=0,76 (7998 Вт.

 

Среднее превышение температуры воздуха внутри двигателя над температурой наружного воздуха (9.399)

 

Δt_в= °С.

 

Среднее превышение температуры обмотки над температурой наружного воздуха (9.400)

 

Δt₁=Δt'₁+Δt_в=79,7+10,4=90,1°С.

Обмотка возбуждения

 

Условная поверхность охлаждения многослойных катушек из изолированных проводов (11.249)

 

S_п2=2рℓ_ср.пh_к=2∙2∙924∙130=72,1∙10⁴ мм².

 

Удельный тепловой поток от потерь в обмотке, отнесенных к поверхности охлаждения обмотки (11.250)

 

р_п=кР_п/S_п2=0,9∙4213/72,1∙10⁴=52,6∙10^-4 Вт/мм².

 

Коэффициент теплоотдачи катушки (§ 11.13)

 

α_Т=(3+0,42∙26,9)∙10^-5=14,3∙10^-5 Вт/(мм² ˚С).

 

Превышение температуры наружной поверхности охлаждения обмотки (11.251)

 

Δt_пл=р_п/α_Т=52,6∙10^-4/(14,3∙10^-5)=36,8 ˚С.

 

Перепад температуры в наружной и внутренней изоляции многослойных катушек из изолированных проводов

 

Δt_ип= р_п =52,6∙10^-4 =13,2 ˚С.

 

Среднее превышение температуры обмотки над температурой воздуха внутри машины (11.253)

Δt_B2=Δt'_n+Δt_ип=60 ˚С.

 

Среднее превышение температуры обмотки над температурой охлаждающего воздуха (11.254)

 

Δt_п=Δt'_п+Δt_в=60+10,4=70,4˚ С.

 

Вентиляционный расчет

 

Необходимый расход воздуха (5.28)

 

V_в=  м³/с.

 

Расход воздуха (5.44)

 

V'_в=к₁(D_н2/100)²ּ10^-2=3,5 (514,2/100)² ּ10^-2=0,93 м³/с;

 

где к₁=3,5  – коэффициент, зависящий от частоты вращения.

Напор воздуха (5.41)

 

Н=7,85 (n₁/1000)²(D_н2/100)²=7,85 (1000/1000)²(514,2/100)²=208 Па.