Определение параметров и постоянных времени обмоток

Параметрами машины называют активные и индуктивные сопротивления обмоток. В п. 9 определены некоторые параметры обмотки статора. Ниже приведены формулы для определения параметров роторных и статорных обмоток, необходимых для расчетов переходных и несимметричных режимов работы машины. Рассчитанные значения параметров получаются в относительных единицах, причем параметры цепей ротора приведены к числу витков обмотки статора.

Индуктивное сопротивление обмотки возбуждения

,

где l'_m – расчетная длина сердечника полюса, м; F _δо и Ф_δ – магнитное напряжение воздушного зазора и поток при E=U _нф; , причем λ _{m l}, λ _{p l} и λ _{m в} определяют по приведенным в п. 7 формулам.

Индуктивное сопротивление рассеяния обмотки возбуждения

Индуктивное сопротивление рассеяния демпферной (успокоительной) обмотки по продольной оси

по поперечной оси

Здесь l_р – длина полюсного наконечника, м; F_{a н} – МДС статора при номинальном токе; N _c – число стержней на полюс; λ_в– коэффициент проводимости пазового рассеяния, при круглых полуоткрытых пазах демпферной обмотки (рис. 12.1)

– коэффициент приводимости дифференциального рассеяния;

– коэффициенты проводимости короткозамыкающих колец соответственно по продольной и поперечной осям; c_d, c_q – коэффициенты приведения, которые находят по рис. 12.2;

– коэффициент распределения демпферной обмотки.

Рис. 12.1

Приведенные выше формулы для расчёта получены для равномерного распределения стержней на полюсном наконечнике и полной (продольно-поперечной) демпферной обмотки. При неполной (продольной) демпферной обмотке x_{kd *} определяют по приведенной выше формуле, а

Индуктивное сопротивление нулевой последовательности для двухслойных обмоток

где β= y ₁/3 q ₁ – укорочение шага обмотка статора; k _y – коэффициент укорочения шага обмотки статора для первой гармоники; h _п1, b _п1 – высота и ширина паза статора; h ₁ – высота верхней части паза, не занятой медью (см. рис. 9.2); q ₁ – число пазов на полюс и фазу.

Переходные индуктивные сопротивления обмотки статора:

– по продольной оси

– по поперечной оси

Сверхпереходные индуктивные сопротивления обмотки статора:

– по продольной оси

– по поперечной оси

Индуктивные сопротивления обмотки статора обратной последовательности:

– при работе машины на большое внешнее индуктивное сопротивление

– при работе машины на малое внешнее сопротивление (при коротком замыкании)

Активное сопротивление обмотки возбуждения при θ = 75 °С

Активное сопротивление демпферной обмотки при θ = 75 °С:

– по продольной оси

– по поперечной оси

где c _с и c _кз – отношения удельных сопротивлений материала стержня и кольца к удельному сопротивлению меди (для меди эти коэффициенты равны 1, для латуни – 4, для фосфористой бронзы – 6,5).

Постоянной времени называют отношение индуктивности обмотки к ее активному сопротивлению. От постоянной времени зависит продолжительность протекания соответствующих переходных процессов в синхронной машине.

Постоянная времени обмотки возбуждения при разомкнутых обмотках статора и демпферной, с,

где – индуктивность обмотки возбуждения.

Постоянная времени обмотки возбуждения при замкнутой обмотке статора, с,

Постоянные времени демпферной обмотки при разомкнутых обмотках статора и возбуждения:

– по продольной оси

– по поперечной оси

Рис. 12.2

Постоянные времени демпферной обмотки:

– по продольной оси при замкнутой накоротко обмотке возбуждения и разомкнутой обмотке статора

– по продольной оси при замкнутых накоротко обмотке возбуждения и обмотке статора

– по поперечной оси при замкнутой накоротко обмотке статора

Постоянная времени обмотки статора при (закороченных) короткозамкнутых обмотках ротора

Пределы изменения параметров и постоянных времени для реальных современных синхронных машин общего назначения приведены соответственно в табл. 12.1 и 12.2.

Таблица 12.1

x σ*	r 1*	xd *	xq *	x'd *	x״d *	x״q *	x 2*	x 0*
0,1–0,2	0,008–0,02	1–2,4	0,6–1,6	0,2–0,6	0,15–0,3	0,15–0,4	0,15–0,35	0,02–0,2

Таблица 12.2

Т d o, c	Т' d, с	Т″ kd в, с	Т а, с
2–10	0,8–205	0,01–0,08	0,03–0,35

13. Расчёт массы активных материалов

Для оценки массо-габаритных параметров спроектированной машины, расчета потерь и т.п. необходимо определить массу активных материалов. В дальнейшем, если прорабатывается конструкция, определяют массу конструкционных материалов, а затем и массу всей машины.

Масса зубцов статора, кг,

где

Масса ярма магнитопровода статора, кг,

Масса меди обмотки статора, кг,

Масса меди обмотки возбуждения, кг,

Масса меди стержней демпферной обмотки, кг,

Масса меди короткозамыкающих колец, кг,

Масса стали полюсов, кг,

Масса стали обода ротора, кг,

Полная масса меди, кг,

Полная масса активной стали, кг,

Масса активных материалов на единицу мощности, кг/кВт,

Дата добавления: 2014-10-15