Переходные и сверхпереходные сопротивления обмотки статора

 

9.4.1 Переходное индуктивное сопротивление обмотки статора по продольной оси [11-188]

 

x'_d*=x_σ*+ о.е.

 

9.4.2 Переходное индуктивное сопротивление обмотки статора по поперечной оси [11-189]

 

х'_q*=x_q*=1,33 о.е.

 

9.4.3 Сверхпереходное индуктивное сопротивление обмотки статора по продольной оси [11-190]

x''_d*=x_σ*= о.е.

 

9.4.4 Сверхпереходное индуктивное сопротивление обмотки статора по поперечной оси [11-191]

x''_q*=x_σ*+ о.е.

 

Сопротивления для токов обратной и нулевой последовательности

 

9.5.1 Индуктивное сопротивление обмотки статора для токов обратной последовательности при работе машины на малое внешнее сопротивление [11-194]

 

х_2*= о.е.

 

9.5.2 Индуктивное сопротивление обмотки статора для токов обратной последовательности при большом внешнем индуктивном сопротивлении [11-195]

 

х_2*=0,5(х''_d*+х''_q*)=0,5(0,168+0,149)=0,158 о.е.

 

9.5.3 Индуктивное сопротивление двухслойной обмотки статора для токов нулевой последовательности [11-196]

 

 

9.5.4 Активное сопротивление обмотки фазы статора для тока нулевой последовательности при рабочей температуре [11-197]

 

r_0*=r_1*(20)∙m_т=0,0228∙1,38=0,0314 о.е.

 

Постоянные времени обмоток

 

9.6.1 Обмотка возбуждения при разомкнутых обмотках статора и демпферной [11-198]

 

Т_d0=x_п*/ω₁r_п*=2,75/0,0038∙2∙3,14∙50=2,29 с

 

9.6.2 Обмотка возбуждения при замкнутых обмотках статора и демпферной [11-199]

 

Т'_d=T_d0x'_d*/x_d*=2,29∙0,43/2,51=0,4 с

 

9.6.3 Демпферная обмотка при разомкнутых обмотках статора и возбуждения по продольной оси [11-200]

 

T_дd0= с

 

9.6.4 Демпферная обмотка при разомкнутых обмотках статора и возбуждения по поперечной оси [11-201]

 

T_дq0= с

 

9.6.5 Демпферная обмотка по продольной оси при разомкнутой обмотке статора и замкнутой обмотке возбуждения [11-202]

 

T''_d0= с

 

9.6.6 Демпферная обмотка по продольной оси при короткозамкнутых обмотках возбуждения и статора [11-203]

 

T''_d=T'''_d0x''_d*/x'_d*=0,0067∙0,168/0,43=0,0026 с

 

9.6.7 Демпферная обмотка по поперечной оси при короткозамкнутой обмотке статора [11-204]

 

T''_q=T_дq0x''_q*/x_q*=0,019∙0,149/1,33=0,0021 с

 

9.6.8 Обмотка статора при короткозамкнутых обмотках ротора [11-205]

 

T_a=x_2*/ω₁r_1*=0,158/(2∙3,14∙50∙0,229)=0,022 с

10 Потери и КПД

 

10.1 Зубцовое деление статора в максимальном сечении зубца [9-128]

 

t_1max=π(D₁-2h_п)/z₁=π(413-2∙39,2)/60=25,7 мм

 

10.2 Ширина зубца в наиболее широкой части [9-129]

 

b_з1max=t_1max-b_n1=25,7-11,8=13,9 мм

 

10.3 Ширина зубца в средней части [9-130]

 

b_з1cp=(b_з1min+b_з1max)/2=(25,7+9,8)/2=11,9 мм

 

10.4 Расчетная масса стали зубцов статора [9-260]

 

m_з1=7,8z₁b_з1срh_n1ℓ₁k_c∙10^-6=7,8∙60∙11,9∙39,2∙140∙0,95∙10^-6=30 кг

 

10.5 Магнитные потери в зубцах статора [9-251]

 

P_з1=3В²_з1срm_з1=3∙1,46²∙30=185,3 Вт

 

10.6 Масса стали спинки статора [9-261]

 

m_c1=7,8π(D_н1-h_c1)h_c1ℓ₁k_c∙10^-6=7,8∙3,14(590-49,3)∙49,3∙140∙0.95∙10^-6=86,9 кг

 

10.7 Магнитные потери в спинке статора [9-255]

 

Р_с1=3В²_с1m_c1=3∙1,82²∙86,9=867,6 Вт

 

10.8 Амплитуда колебаний индукции [11-206]

 

В₀=β₀к_бВ_б=0,25∙1,18∙0,773=0,228 Тл

 

10.9 Среднее значение удельных поверхностных потерь [11-207]

 

р_пов=к₀(z₁n₁∙10^-4)^1,5(0,1В₀t₁)²=4,5(60∙1500∙10^-4)(0,1∙0,228∙21,6)²=9,19 Вт/м²

 

10.10 Поверхностные потери машины [11-208]

 

Р_пов=2∙р∙τ∙α∙ℓ_пр∙_пов∙к_п∙10^-6=2∙2∙324,4∙0,67∙150∙9,19∙0,6∙10^-6=0,742 Вт

 

10.11 Суммарные магнитные потери [11-213]

 

 

Р_сΣ=Р_с1+Р_з1+Р_пов=185,3+867,6+0,742=1053,6 Вт

 

10.12 Потери в обмотке статора [11-209]

 

Р_м1=m₁∙I²₁∙r₁∙m_т+m₁∙(I'_пн/ )²∙r_д∙m_т=

=3∙180,4²∙0,029∙1,38+3∙(66,8/ )²∙0,0029∙1,38=3949 Вт

 

10.13 Потери на возбуждение синхронной машины при питании от дополнительной обмотки статора [11-214]

 

Р_п=I²_п.нr_пm_т+2I_п.н=66,8²∙0,4∙1,38+2∙66,8=2608 Вт

 

10.14 Добавочные потери в обмотке статора и стали магнитопровода при нагрузке [11-215]

 

Р_доб=0,005Р_н=0,005∙100000=500 Вт

 

10.15 Потери на трение в подшипниках и на вентиляцию [11-210]

 

Р'_мх=Р_т.п+Р_вен=8()²()³=8()²()³=1268 Вт

 

10.16 Потери на трение щеток о контактные кольца [11-212]

 

Р_т.щ=2,6I_п.нD₁n₁∙10^-6 =2,6∙66,8∙413∙1500∙10^-6=107,6 Вт

 

10.17 Механические потери [11-217]

 

Р_мх=Р'_мх+Р_тщ=1268+107,6=1375,6 Вт

 

10.18 Суммарные потери [11-218]

 

Р_Σ=Р_сΣ+Р_м1+Р_доб+Р_п+Р_мх=1053,6+3949+500+2608+1375,6=9486,1 Вт

 

10.19 КПД при номинальной нагрузке [11-219]

 

η=[1-Р_Σ/(Р_2н+Р_Σ)] ∙100=[1-9486,1/(100000+9486,1)] ∙100=91,3 %

11 Характеристики машин

 

11.1.1 Повышение напряжения на зажимах генератора [11-220]

 

ΔU%= %= =30%

 

11.1.2 Значение ОКЗ [11-227]

 

ОКЗ=Е'_0*/х_d*=1,2/2,51=0,478 о.е.

 

11.1.3 Кратность установившегося тока к.з. [11-228]

 

I_k/I_1н=ОКЗ∙I_п.н*=0,478∙3,41=1,63 о.е.

 

11.1.4 Наибольшее мгновенное значение тока [11-229]

 

i_уд=1,89/х''_d*=1,89/0,168=11,3 о.е.

 

11.1.5 Статическая перегружаемость [11-223]

 

S=E'_0о*k_p/x_d*cosφ_н=4,44∙1,02/2,51∙0,8=2,25 о.е.

 

11.1.6 Определяем ЭДС (рис. 5-1)

Е'_0*= 3 о.е.

 

11.1.7 Определяем уравнение [11-221]

 

Р_*=(Е'_0*/х_d*)sinθ+0,5(1/х_q*-1/x_d*)sin2θ=

=3/2,51∙sinθ+0,5(1/1,33-1/2,51)sin2θ=1,2sinθ+0,18sin2θ

Рис. 11-1. Угловая характеристика

12 Тепловой и вентиляционный расчеты