Розрахунок характеристик холостого ходу

Розрахунок НС магнітного кола F здійснюється в наступному порядку: по заданій величині ЕРС, яка повинна наводитися в обмотці якоря, знаходиться магнітний потік в повітряному зазорі по формулі:

(4.20)

де, Е₀ – ЕРС холостого ходу генератора, В;

w – кількість послідовно з’єднаних витків фази обмотки статора;

К_В – коефіцієнт форми;

К₀ – витків коефіцієнт;

f – 50 Гц – частота струму;

Результати розрахунку характеристики холостого ходу заносяться в таблицю, (табл.11). Нижче дані пояснення до розрахунку характеристик холостого ходу.

Данні розрахунку характеристик холостого ходу

Частини кола	Розрахункові величини	Розмір ність	Значення розрахункових величин
	Е0, Ф	о.е.	0,58	1,0	1,1	1,23	1,3
	Е0	В	200,9	346,4	381,05	426,08	450,3
Повітряний зазор		Вб	0,021	0,03	0,04	0,044	0,047
	Т	0,456	0,786	0,865	0,96	1,02
	А	5024,93	8663,6	9530,056	10656,3	11262,8
Зубци статора		Т	0,797	1,37	1,51	1,69	1,78
	А/см	3,17	14,5	26,6	73,8
	А	35,93	164,38	301,56	836,67	1371,7
Спинка статора		Т	0,7	1,21	1,33	1,48	1,57
	А/см	2,62	8,66	12,64	23,7	36,65
ξ		0,61	0,3	0,25	0,24	0,23
Fc=ξLcHc	А	67,35	109,49	133,18	239,72	355,2
	Fδzc=	А	5128,23	8937,57	9964,8		12989,8
(Λp+Λm) Fδzc10-8	Вб	0,0035	0,0062	0,0069	0,0081	0,009
Фm=Ф+	Вб	0,24	0,042	0,,046	0,052	0,056
Полюси		Т	0,863	1,49	1,64	1,85	1,97
Hm	А/см	4,4	21,1	50,4
Fm=LmHm	А	171,03	820,19	1959,13	5908,49	9990,01
Корпус ротора		Т	0,101	0,175	0,193	0,218	0,232
Hp	А/см	0,81	1,39	1,54	1,7	1,85
Fр=LpHp	А	10,01	17,17	19,03		22,86
	F=Fδzc	А		9774,93	11942,97	17662,2
	о.е.	0,543		1,22	1,806	2,353
	А

а) Вибір марок активної сталі

На даний момент для осердя статорів синхронних машин використовується листова електротехнічна сталь Е11.

б) Коефіцієнт повітряного зазору для відкритих пазів розраховуються по формулі

(4.21)

де, b_П – ширина пазу статора, см;

t₁ – зубцеве ділення статора в розточці, см;

b_Z – ширина зубця статора в розточці, см;

b_Z

- мінімальний повітряний зазор, см;

в) Довжина и розріз ділянок магнітного кола

Подвоєна довжина розрізаного повітряного зазору

(4.22)

Розрахунковий розріз повітряного зазору під одним полюсом

(4.23)

Подвоєна довжина шару статора

(4.24)

Розрахунковий розріз зубцевого шару під одним полюсом

(4.25)

де - розрахунковий коефіцієнт полюсного перекриття;

m – число фаз обмотки статора;

q - число пазів на полюс і на фазу;

l_еф – ефективна довжина сталі осердя статора;

b_Z1/3 – розрахунковий розріз зубця статора.

Розрахункова довжина силових ліній в сипнці статора

(4.26)

Активний розріз спинки статора

(4.27)

де h – висота спинки статора, см

Удвоєна довжина силової лінії полюса

(4.28)

Активний розріз полюса

(4.29)

Розрахункова довжина силових ліній в корпусі ротора

(4.30)

де d₀ – діаметр валу під корпусом ротора, см.

Активний розріз корпуса ротора

де l₂- довжина корпуса ротора, см;

h’_рот – висота корпуса ротора з урахуванням проходження магнітного потоку по валу:

(4.31)

(4.32)

г) Магнітна індукція в спинці статора (вздовж лінії L_c) розподіляється нерівномірно. При розрахунку магнітної напруги с спинці статора F_c це враховується шляхом введення в формулу для розрахунку F_c коефіцієнта =0,3

д) Магнітний потік в осерді полюса

При попередніх розрахунках потік Ф_m полюса визначається приблизно. Після визначення попередніх розмірів полюса, потік полюса потрібно розраховувати більш точно по формулі:

(4.33)

де Ф – потік в повітряному зазорі

- потік розсіювання полюса

(4.34)

де - сумма НС повітряного зазору, зубців і спинки статора (см. табл.11).

- коефіцієнти магнітної провідності між полюсними наконечниками і осердями сусідніх полюсів

(4.35)

(4.36)

де

(4.37)

(4.38)

(4.39)

е) Коефіцієнт розсіювання полюсів розраховується по формулі

(4.40)

Перевірка відношення короткого замикання К_окз

(4.41)

де F_во= =32856,8 А- НС збудження в режимі холостого ходу при (см. табл..11);

F_вк – збудження в режимі трьохфазного короткого замикання при I_к = І_нф;

=28953,6 А - НС збудженого зазору при (см. табл..11);

- індуктивний опір розсіяння обмотки статора в в. о.;

К_ad – коефіцієнт приведення НС обмотки статора по вертикальній осі до НС обмотки збудження;

К_ad = 0,78

F_а – НС реакції якоря (на два полюси), розраховується по формулі;

(4.42)

де w – число витків фази обмотки статора;

К₀ - обмотковий коефіцієнт;

р – число пар полюсів;

І_нф – номінальний фазний стум.