Электромагнитный расчёт синхронной машины

2 Электромагнитный расчёт

2.1 Номинальные параметры

2.1.1 Номинальное фазное напряжение

2.1.2 Номинальная мощность

2.1.3 Номинальный фазный ток

2.1.4 Число пар полюсов

2.1.5 Расчётная мощность

где  – коэффициент, равный отношению ЭДС в якоре при номинальной нагрузке к номи­нальному напряжению,  принимаем .

2.2 Размеры статора

2.2.1 Машинная постоянная Арнольда

По рис. 7-8 для S' при данном p предварительно находим внутренний диаметр статора

D=1.1

Полюсное деление (стр.273[7])

предварительно по рис.7-9 [7] принимавем линейную нагрузку статора А/м

 А/м

максимальное значение индукции в воздушном зазоре Тл

Тл

по таблице 16-34(12) примем расчётный коэффициент полюсного перекрытия

 

коэффициент формы поля

k_B=1.14

обмоточный коэффициент обмотки статора (стр.275 [7])

         Где – обмоточный коэффици­ент обмотки статора (стр.275 [7]).

2.2.2 Внутренний диаметр сердечника статора (предварительно)

Из формулы  с учётом   

получаем  откуда

где  – угловая скорость магнитного поля;

  (принимаем предварительно для  стр. 513 [12]).

2.2.3 Внешний диаметр статора

где принимаем

По таблице 7–7 [7] ближайший нормализованный внешний диаметр статора Da=2.15 м (19 габарит). Высота оси вращения

2.2.4 Внутренний диаметр сердечника статора (окончательно)

2.2.5 Полюсное делениие

2.2.6 Расчётная длина статора

2.2.7 Расчёт отношения

2.2.8 Действительная длина статора

2.2.9 Число вентиляционных каналов при

Принимаем nk=

2

2.2.10 Длина пакета

2.2.11 Суммарная длина пакетов сердечника

2.3 Зубцовая зона статора. Сегментировка

2.3.1 Число параллельных ветвей обмотки статора.

Так как I_н=36.657 А<200 A то выбираем

2.3.2 По рисунку 7–13 [7] для  находим пределы изменения зубцового деле­ния     t_1min=0.035 м, t_1max=0.04 м (кривые 3).

2.3.3 Максимальное число пазов (зубцов) магнитопровода статора

2.3.4 Минимальное число пазов (зубцов) магнитопровода статора

          2.3.5 Число пазов магнитопровода статора

Так как , то статор выполняется сегментированным. В диапазоне  требованиям п. 1–4 § 7–6 [7] (— целое; — целое или дробное вида , где – целое, а  – правильная несократимая дробь, причём – не кратно и ; – целое число) удовлетворяет число пазов Z₁=(162;189) ;  м.

Таблица 2.1 – Сегментировка сердечника статора

№ варианта	Число пазов Z1	Число сегментов sст	Хорда H, м	Число пазов в сегменте  Zs = Z1/sст	Число пазов на полюс и фазу q1	Число параллельных ветвей а	Число проводников в пазу uп	Пазовое (зубцовое)  деление t1,м	Линейная нагрузка А, А/м
1		3	1,862	54	1	1	41	0.038	40012
2		6	1,075	27	1	1	41	0.038	40012
3		9	0,735	18	1	1	41	0.038	40012
4		2	2,15	95	1	1	35	0.032	39850
5		6	1,075	32	1	1	35	0.032	39850

2.3.6 Расчёт числа проводников в пазу  по формуле , числа сегментов , хорды по формуле , числа пазов в сегменте  и линейной нагрузки  по формуле   сводим в таблицу 2.1. Наилучший результат даёт вариант 3,который и принимаем для дальнейших расчётов. Z₁=162;  s_ст=9; H=0,735м (сегменты штампуются из листов 750X1500); Z_s=18; u_н=41; q₁=1; t₁=0,038м; А=40012 А/м.

2.4 Пазы и обмотка статора

2.4.1 Ширина паза (предварительно)

.

Принимаем b_п1=0,017м.

2.4.2 Плотность тока в обмотке статора (предварительно)

,

где  А/м2 по рисунку 7–16, кривая 3 [7].

2.4.3 Поперечное сечение эффективного проводника обмотки статора (предварительно)

2.4.4 Возможная ширина изолированного проводника

Выбираем изоляцию катушек класса нагревостойкости В по таблице 3–2 [7]. При U_н=6.6кВ двусторонняя толщина изоляции δ_из,п=4.7мм.

2.4.5 Размеры проводников обмотки статора

Принимаем, что эффективный проводник состоит из одного элементарного (q_эф=6мм² < 18мм²). Марка провода ПЭТВСД с толщиной двусторонней изоляции 0,5мм.

По таблице П–29 [7] размеры медного проводника а1 Х b1 = 1.32 Х 5.6мм  (с изоляцией а1из Х b1из = 1.82 Х 6.1) м²

2.4.6 Ширина паза (уточнённая)

где n_ш=1 – число элементарных проводников по ширине паза;

δ_р,ш=0,05n_ш мм – допуск на разбухание изоляции;

δ_ш=0,2мм – технологический допуск на укладку.

Принимаем b_п1=11мм.

2.4.7 Высота паза