Расчет магнитного поля, индуктивных параметров и режимов работы неявнополюсной синхронной машины

 

 

2. На  расчетную длину машины:

 

 

3. Индуктивное сопротивление  :

 

 

4. Индуктивное сопротивление  :

 

 

 

 

 

5. Собственная индуктивность фазы на единицу длины  машины:

 

 

 

6. Собственная индуктивность обмотки ротора:

1. На единицу длины машины:

 

 

 

 

2. На  расчетную длину машины:

 

 

7. Индуктивное сопротивление обмотки ротора:

 

 

8. Собственная индуктивность обмотки статора:

1. На единицу длины машины:

 

 

2. На  расчетную длину машины:

 

 

9. Индуктивное сопротивление обмотки статора:

 

 

10. Проверка  вычисления параметров:

1. Взаимная индуктивность фазы обмотки статора с обмоткой возбуждения на единицу длины машины:

 

 

2. Собственная индуктивность обмотки ротора на единицу длины машины:

 

 

 

2. Индуктивные параметры обмоток в относительных единицах
1. Определение базисных величин:

1. Базисный ток обмотки статора:

 

 

2. Базисное  напряжение обмотки статора:

 

 

3. Базисное  сопротивление:

 

 

4. Базисное  значение собственной индуктивности  обмотки статора:

 

 

5. Базисный  ток обмотки ротора:

 

 

6. Базисное  значение собственной индуктивности  обмотки ротора:

 

 

2. Взаимная  индуктивность фазы обмотки статора  с обмоткой возбуждения:

 

 

3. Взаимная  индуктивность обмотки возбуждения  с многофазной обмоткой статора:

 

 

4. Собственная индуктивность обмотки статора:

 

 

5. Индуктивное сопротивление обмотки статора:

 

 

6. Собственная индуктивность обмотки возбуждения:

 

 

7. Индуктивное сопротивление обмотки возбуждения:

 

 

8. Проверка  вычисления параметров:

1. Собственная индуктивность обмотки возбуждения:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

11. Переходные параметры обмоток ротора и статора

исходя из обобщенных выражений  по полю и по схемам замещения.

1. Энергетический подход

Переходная индуктивность обмотки  статора (на единицу длины машины):

 

 

Переходная  индуктивнось на расчетную длину  машины:

 

Переходное  индуктивное сопротивление:

 

 

Переходная индуктивность обмотки  ротора:

 

 

Переходная  индуктивнось на расчетную длину  машины:

 

Переходное  индуктивное сопротивление:

 

2. Исходя из схемы замещения:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Схема замещения для определения :   

                        

                                            

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Схема замещения для определения :

 

 

 

 

                 

 

 

 

 

 

 

параметр	энергетический  подход	по схеме замещения

 

 

 

 

 

 

 

 

 

12. Отношение короткого замыкания и статическая перегружаемость

 

 

1. ОКЗ:       

 

2. Статическая перегружаемость:

 

 

 

 

 

13.  Регулировочные характеристики синхронной машины

 

1. Регулировочные характеристики синхронного генератора при постоянном коэффициенте мощности
1. Регулировочные характеристики  

Регулировочные характеристики приведены на рис. 10.

2. Регулировочные характеристики 

 

Регулировочные  характеристики приведены на рис. 11.

3. Характеристика

 

 

 

Характеристика изображена на рис. 12.

 

 

 

 

Рис. 10. Регулировочные характеристики  

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 11. Регулировочные характеристики 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис.12. Характеристика

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2. Регулировочные характеристики синхронного генератора при постоянной активной мощности

 

 

1. Регулировочные  характеристики :

 

 

 

Предельные, критические  значения и допустимые  значения токов:

 

 

 

 

2.  

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Регулировочные  характеристики представлены на рис. 13.

 

2. Регулировочные  характеристики 

 

 

Регулировочные  характеристики представлены на рис. 14.

 

 

 

Рис. 13. Регулировочные характеристики  

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 14. Регулировочные характеристики    

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

14.  Построение картин магнитного поля численным методом

 

Поле обмотки ротора:

 

 

Поле обмотки статора:

 

Поле переходного режима обмотки ротора:

 

 

Поле переходного режима обмотки статора:

 

 

 

 

Определение значений численным методом:

1. Индукция в воздушном зазоре
2. Базовые значения:

 

 

3. Среднее значение магнитной индукции в спинке сердечника ротора при возбуждении  со стороны ротора:

 

 

 

4. Среднее значение магнитной индукции в спинке сердечника статора при возбуждении  со стороны ротора:

 

 

 

 

 

 

 

 

Наименование	Численный метод	Аналитический метод

 

 

 

 

 

 

 

15. Заключение

В таблице 2 приведены параметры, полученные в результате расчетов и характеризующих  работу генератора по варианту I-2 (Неявнополюсная машина – Безпазовый ферромагнитный ротор – Зубчатый ферромагнитный статор)

Таблица 2:

№	Наименование	Обозначение	Величина	Единица измерения
1	Амплитуда первой гармоники линейной нагрузки обмотки ротора
2	Амплитуда первой гармоники линейной нагрузки обмотки статора
3	НС обмотки возбуждения на полюс
4	Индукция в воздушном зазоре
5	Расчетная длина машины
6	Коэффициент рассеяния магнитного потока поля ротора относительно поля статора			-
7	Коэффициент рассеяния магнитного потока поля статора относительно поля ротора
8	Среднее значение магнитной индукции в спинке сердечника ротора при возбуждении  со стороны ротора
9	Среднее значение магнитной индукции в спинке сердечника статора при  возбуждении со стороны ротора
10	Индуктивное сопротивление обмотки  ротора
11	Индуктивное сопротивление обмотки  статора
12	ОКЗ	OKЗ		-
13	Статическая перегружаемость
14

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Литература:

 

1. Вольдек А.И. Электрические машины. -Л.: Энергия, 1978.-832с.
2. Важнов А.И. Переходные процессы в электрических машинах переменного тока. -Л.: Энергия, 1980.-256с.
3. Данилевич Я.Б. и др. параметры электрических машин переменного тока М.-Л.: Наука, 1965.-340с.
4. Коськин Ю.П., Цейтлин Л.А. Синхронные машины с немагнитным ротором.-Л.: Энергоатомиздат, 1990.-280с.
5. Нейман Л.Р., Демирчан К.С. Теоретические основы электротехники. Т.2. Л.: Энергия, 1967-256с.
6. Сверхпроводниковые электрические машины и магнитные системы: Учебное пособие для вузов по спец. “Электромеханика”/ А.И. Бертинов и др.-М.: Изд-во МАИ, 1993.-344с.