Курсовая работа: Расчёт генератора

где Δи=0,15 мм – двухсторонняя толщина изоляции провода (приложение 3).

3.39 Больший размер неизолированного элементарного провода (9.55)

b'=(b'эф/сb)-Δи=5,27/2–0,15=2,49 мм.

3.40 Размеры провода (приложение 2)

а х b=1,8 х 2,8;

S=4,677 мм2.

3.41 Размер по ширине паза в штампе (9.57)

bn1=Nшсb(b+Δи)+2bи+bс=2∙2 (2,8+0,15)+2,2+0,3=14,3 мм.

3.42 Уточненная ширина зубца в наиболее узкой части (9.85)

bз1min=t1min – bn1=22,99–14,3=8,69 мм.

3.43 Уточненная магнитная индукция в узкой части зубца статора (9.59)

Вз1max=t1Bб/(bз1minkc)=22,6∙0,839/(8,69∙0,95)=2,3 Тл.

3.44 Размер основной обмотки статора (11.50)

hп.о=Nв.осо.в(а+Δи.а)+hи.о=4∙2 (1,8+0,15)+4,5=20,1 мм,

где со.в=2 – количество элементарных проводников основной обмотки в одном эффективном по высоте пазе.

3.45 Изоляция обмотки статора (приложение 30)

hи.д=0,6+1,1+1=2,7 мм.

3.46 Размер дополнительной обмотки статора (11.51)

hп.д=Nв.дсд.в(а+Δи.а)+hи.д=1∙1 (1,8+0,15)+2,7=4,65 мм,

где сд.в=2 – количество элементарных проводников дополнительной обмотки в одном эффективном по высоте пазе.

3.47 Уточненная высота паза статора в штампе (11.52)

hп1=hп.о+hп.д+hк+hш+hс=20,1+4,65+3,5+1+0,3=29,55 мм.

3.48 Среднее зубцовое деление статора (9.40)

tср1=π(D1+hп1)/z1=3,14 (518,2+30,2)/72=23,92.

3.49 Средняя ширина катушки обмотки статора (9.41)

bср1=tср1∙уп1=23,9∙10=239,2.

3.50 Средняя длина одной лобовой части обмотки (9.60)

ℓл1=1,3bср1+hп1+50=1,3∙239,2+30,2+50=391,2 мм.

3.51 Средняя длина витка обмотки (9.43)

ℓср1=2 (ℓ1+ℓл1)=2 (300+391,2)=1382,4 мм.

3.52 Длина вылета лобовой части обмотки (9.63)

ℓв1=0,4bср1+hп1/2+25=0,4∙239,2+30,2/2+25=135,8 мм.

3.53 Плотность тока в обмотке статора (9.39)

J1=I1/(S∙c∙a1)=360,8/(4,677∙4∙3)=6,44 А/мм2.

3.54 Определяем значение А1J1 (§ 11.4)

А1J1=425,7∙6,44=2742 А2/см∙мм2.

3.55 Допустимое значение А1J1 (рисунок 11.12)

(А1J1) доп=2750 > 2742 А2/см∙мм2.

Рисунок 2 – Эскиз статора

4. Демпферная (пусковая) обмотка

Суммарная площадь поперечного сечения меди обмотки статора, приходящейся на одно полюсное деление (11.53)

S2Σ=0,015τА1/J1=0,015∙271,2∙425,7/6,44=269 мм2.

Зубцовое деление полюсного наконечника ротора (§ 11.5)

t'2=20 мм.

Предварительное количество стержней демпферной обмотки на один полюс (11.54)

N'2=1+(bн.п-20)/t'2=1+(190–20)/20=10 шт.

Предварительный диаметр стержня демпферной обмотки (11.55)

d'с=1,13 мм.

Диаметр и сечение стержня (§ (11.5)

dс=6 мм; S=26,26 мм2.

Определяем отношение (§ 11.5)

h'н.п/d=15/6=2,5 > 1,7.

Минимальная ширина крайнего зубца полюсного наконечника

bз2min=5 мм.

Уточненное значение зубцового деления полюсного наконечника (11.56)

t2=(bн.п – dc – 2bз2min)/(N2-1)=(190–6–2∙5)/(10–1)=19,3 мм.

Диаметр круглой части паза полюсного наконечника (11.57)

dп2=dс+(0,1–0,15)=6+0,1=6,1 мм.

Размеры шлица паза демпферной обмотки (§ 11.5)

bш2 х hш2=2,5 х 3 мм.

Предварительная длина стержня демпферной обмотки (11.58)

ℓ'ст=ℓ1+0,2∙τ=300+0,2∙271,2=355 мм.

Площадь поперечного сечения (11.59)

S'с=0,5S2Σ=0,5∙269=135 мм2.

Высота короткозамыкающих сегментов (§ 11.5)

h'с=2∙dс=2∙6=12 мм.

Ширина короткозамыкающих сегментов (§ 11.5)

ℓ'с=0,7∙dс=4,2 мм.

Определяем размеры и сечение короткозамыкающих сегментов.

hc х ℓс=4,25 х 12,5 мм;

Sс=52,27 мм2.

5. Расчет магнитной цепи

5.1 Воздушный зазор

Расчетная площадь поперечного сечения воздушного зазора (11.60)

Sб=α'τ(ℓ'1+2б)=0,66∙271,2 (300+2∙2)=54414 мм2.

Уточненное значение магнитной индукции в воздушном зазоре (11.61)

Вб=Ф∙106/Sб=38,3∙103/54414=0,7 Тл.

Коэффициент, учитывающий увеличение магнитного зазора, вследствие зубчатого строения статора (9.116)

кб1=.

Коэффициент, учитывающий увеличение магнитного зазора, вследствие зубчатого строения ротора (9.117)

кб2=1+.

Общий коэффициент воздушного зазора (9.120)

кб=кб1∙кб2=1,187∙1,027=1,219.

МДС для воздушного зазора (9.121)

Fб=0,8бкбВб∙103=0,8∙2∙1,219∙0,7∙103=1365 А.

5.2 Зубцы статора

Зубцовое деление на 1/3 высоты зубца (9.122)

t1(1/3)=π(D1+(2/3) hп1)/z1=3,14 (518,2+(2/3)∙30,2)/72=21,7 мм.

Ширина зубца (9.126)

bз1(1/3)=t1(1/3)-bп1=21,7–14,3=7,4 мм.

Расчетная площадь поперечного сечения зубцов статора (11.64)

Sз1(1/3)= мм2.

Магнитная индукция в зубце статора (11.65)

Вз1(1/3)=Ф∙106/Sз1(1/3)=38,3∙103/(30,89∙103)=1,24 Тл.

Напряженность магнитного поля (приложение 9)

Нз1=14,01 А/см.

Средняя длина пути магнитного потока (9.124)

Lз1=hп1=30,2 мм.

МДС для зубцов (9.125)

Fз1=0,1Нз1Lз1=0,1∙14,01∙30,2=42 А.

5.3 Спинка статора

Расчетная площадь поперечного сечения спинки статора (11.66)

Sc1=hc1ℓc1kc=40,7∙300∙0,9=11600 мм2.

Расчетная магнитная индукция (11.67)

Вс1=Ф∙106/(2Sc1)= 38,3∙103/(2∙11600)=1,65 Тл.

Напряженность магнитного поля (приложение (12)

Нс1=17,2 А/см.

Средняя длина пути магнитного потока (9.166)

Lс1=π(Dн1-hс1)/4 р=3,14 (660–40,7)/(4∙3)=162 мм.

МДС для спинки статора (11.68)

Fс1=0,1∙Нс1Lс1=0,1∙17,2∙162=279 А.

5.4 Зубцы полюсного наконечника

Магнитная индукция в зубцах полюсного наконечника (11.69)

Вз2= Тл.

Напряженность магнитного поля в зубцах полюсного наконечника.

Нз2=9,53 А/см.

Средняя длина пути магнитного потока в зубцах полюсного наконечника (11.70)

Lз2=hш2+dп2=3+6,1=9,1

МДС для зубцов полюсного наконечника (11.71)

Fз2=0,1Hз2Lз2=0,1∙9,53∙9,1=9 А.

5.5 Полюсы

Величина выступа полюсного наконечника (11.72)

b''п=0,5 (b'н.п – bп)=0,5 (185–98,4)=43,3 мм.

Высота широких полюсных наконечников (11.83)

hн=(2hн.п+h'н.п)/3=(2∙33+15)/3=27 мм.

Расстояние между боковыми поверхностями смежных полюсных наконечников (11.84)

ан.п=[π(D1-2б''-h'н.п)/2 р] – b'н.п=[3,14 (518,2–2∙2,7–15)/(2∙3)] – 185=75,5 мм.

Коэффициент магнитной проводимости потока рассеяния (11.85)

.

Длина пути магнитного потока (11.87)

Lп=h'п+0,5hн.п – Lз2=112+0,5∙33 – 9,1=119,4 мм.

Коэффициент магнитной проводимости потока рассеяния по сердечникам полюсов (11.88)

.

Коэффициент магнитной проводимости потока рассеяния по торцам полюсов (11.89)

λп.в=37bп/ℓп=37∙98,4/310=11,74.

Коэффициент магнитной проводимости потока рассеяния полюсов (11.90)

λп=λн.п+λп.с+λп.в=57,39+79,4+11,74=148,53.

МДС для статора и воздушного зазора (11.91)

Fбзс=Fб+Fз1+Fс1=1365+42+279=1686 А.

Магнитный поток рассеяния полюсов (11.92)

Фσ=4λпℓн.пFбзс∙10-11=4∙148,53∙1686∙310∙10-11=3,1∙10-3 Вб.

Коэффициент рассеяния магнитного потока (11.93)

σ=1+Фσ/Ф=1+3,1∙10-3 /38,3∙10-3 =1,08.

Расчетная площадь поперечного сечения сердечника полюса (11.94)

Sп=ксℓпbп=0,98∙310∙98,4=29,89∙103 мм2.

Магнитный поток в сердечнике полюса (11.95)

Фп=Ф+Фσ=(38,3+3,1) 10-3 =41,4∙10-3 Вб.

Магнитная индукция в сердечнике полюса (11.96)

Вп=Фп/(Sп∙10-6)= 41,4∙10-3/(29,89∙103∙10-6)=1,39 Вб.

Напряженность магнитного поля в сердечнике полюса.

Нп=20,3 А/см.

Длина пути магнитного потока в полюсе (11.87)

Lп=h'п+0,5hн.п – Lз2=112+0,5∙33 – 9,1=119,4 мм.

МДС для полюса (11.104)

Fп=0,1∙Lп∙Нп=0,1∙119,4∙20,3=242 А.

5.6 Спинка ротора

Расчетная площадь поперечного сечения спинки ротора (11.105)

Sс2=ℓ2h'с2кс=310∙112∙0,98=34025,6 мм2.

Среднее значение индукции в спинке ротора (11.106)

Вc2=σФ∙106/(2Sс2)=1,08∙38,3∙10-3∙106/(2∙34025,6)=0,61 Тл.

Напряженность магнитного поля в спинке ротора (приложение 21)

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7