1 Расчет магнитной цепи
Ветрогенератор имеет два яруса: верхний и нижний. Так как нижний ярус испытывает наибольшую нагрузку, то при определении длины расчет веду по нижнему ярусу, то есть берется магнитная индукция в воздушном зазоре и диаметр статора нижнего яруса. При этом по верхнему ярусу проверяется магнитная индукция в ярме полюсов.
1.1 Число пар полюсов
1.2 Полная мощность, кВА
,
где - предварительное значение коэффициента мощности.
1.3 Внешний диаметр статора, мм
Принимаем из конструктивных соображений, используя таблицу 8.1 (стр. 175, М.М. Кацман).
1.4 Внутренний диаметр статора, мм
Принимаем в зависимости от внешнего диаметра.
1.5 Полюсное деление статора, мм
1.6 Число пазов на полюс и фазу
1.7 Число пазов статора
1.8 Пазовое деление внешнего статора, мм
1.9 Пазовое деление внутреннего статора, мм
1.10 Расчетная мощность, кВА
,
где - коэффициент, представляющий отношение ЭДС обмотки статора к номинальному напряжению.
1.11 Расчетная длина сердечника статора, см
,
где - распределение магнитного поля в зазоре, ;
- обмоточный коэффициент, ;
- коэффициент полюсного перекрытия, ;
- магнитная индукция в зазоре, принимаем ;
- линейная нагрузка статора, исходя из конструктивных соображений и предварительных расчетов, принимаем , принятую нагрузку считаем суммарной на верхний и нижний ярусы.
1.12 Номинальный фазный ток, А
1.13 Число эффективных проводников в пазу
,
где - число параллельных ветвей, .
1.14 Число витков фазы
2 Размеры проводника
2.1 Предварительная плотность тока, А/мм2
Принимаем .
2.2 Площадь поперечного сечения проводника, мм2
По таблице П 1.2 (стр. 334, М.М. Кацман) принимаем стандартные размеры проводника: , , , провод марки ПЭТВ.
2.3 Уточненная плотность тока, А/мм2
2.4 Коэффициент распределения
2.5 Коэффициент укорочения
2.6 Шаг обмотки статора по пазам
Исходя из принципа действия двухъярусного синхронного генератора, шаг обмотки принимаем равным 3, то есть из 1 паза в 4 паз.
2.7 Относительный шаг обмотки статора
принимаем равным 0,5.
3 Размеры паза
3.1 Ширина паза, мм
3.2 Коэффициент заполнения паза
Принимаем .
3.3 Площадь проводников в пазу, мм2
3.4 Высота паза статора, мм
3.5 Магнитный поток в воздушном зазоре, Вб
3.6 Магнитный поток при номинальной нагрузке, Вб
3.7 Магнитная индукция в воздушном зазоре, Тл
3.8 Магнитная индукция при номинальной нагрузке, Тл
3.9 Магнитное напряжение воздушного зазора, А
,
где - среднее значение воздушного зазора (с учетом стыка) мм;
- коэффициент воздушного зазора статора .
4 Зубцовый слой внутреннего яруса
4.1 Ширина зубца, мм
4.2 Индукция в коронке зубца статора, Тл
,
где - коэффициент стали, принимаем .
4.3 Напряженность зубцового слоя, А/м
По таблице П 2.1 (стр. 341, М.М. Кацман) для стали 20В при .
4.4 Высота зубца статора, мм
4.5 Магнитное напряжение зубцового слоя, А
5 Ярмо статора
5.1 Высота ярма статора, мм
5.2 Индукция в ярме статора, Тл
5.3 Напряженность в ярме статора, А/м
Для стали 2013 при .
5.4 Длина средней линии в ярме статора, мм
5.5 Магнитное напряжение в ярме статора, А
,
где - коэффициент, учитывающий неравномерное распределение магнитной индукции в ярме, принимаем по графику (рис. 8.18 М.М. Кацман), .
6 Полюс ротора
6.1 Высота полюсного наконечника, мм
Для .
6.2 Ширина полюсного наконечника, мм
Принимаем из конструкционных соображений .
6.3 Высота сердечника полюса, мм
Принимаем .
6.4 Коэффициент магнитного рассеивания полюсов ротора
6.5 Ширина сердечника полюса, мм
,
где - предварительное значение магнитной индукции в сердечнике полюса, . Принимаем ;
- длина сердечника полюса .
6.6 Магнитная индукция в сердечнике полюса, Тл
6.7 Магнитная напряженность в полюсе, А/м
Для - сталь берется по материалам предприятия.
6.8 Магнитное напряжение в полюсе, А
7 Обод ротора
7.1 Длина обода, мм
Принимаем .
7.2 Высота обода, мм
,
где - предварительное значение магнитной индукции в ободе, принимаем .
7.3 Напряженность в ободе, А/м
Для - берется по материалам предприятия.
7.4 Магнитная индукция в ободе, Тл
7.5 Длина средней линии в ободе, мм
7.6 Магнитное напряжение в ободе, А
7.7 Магнитное напряжение ротора, А
7.8 Суммарная магнитодвижущая сила внутреннего яруса, А
7.9 Продольная реакция якоря создает ЭДС, которая уничтожает ЭДС генератора. Исходя из опытов расчета синхронных машин, полученную МДС умножаем на коэффициент 1,3.
Данное значение уточняется по испытаниям опытного образца.
8 Расчет обмотки статора
8.1 Расчет основной обмотки
8.1.1 Средняя длина витка катушки, мм
,
где - толщина изоляции между сердечником и катушкой, принимаем ;
- толщина катушки обмотки возбуждения, принимаем .
8.1.2 Ток возбуждения при нагрузке, А
,
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.