Расчёт превышения температуры обмотки статора

152. Удельный тепловой поток на 1 м² внутренней поверхности статора

=

Вт/м² .

153. Превышение температуры внешней поверхности статора над температурой охлаждающего воздуха

,

где Вт/(^○С×м²).

154. Плотность теплового потока с внешней поверхности лобовых частей

,

где удельная проводимость меди при 75 ^○С , периметр паза (без учета клина) П₁ = 152,4×10^–3 м.

155. Превышение температуры внешней поверхности лобовых частей обмотки статора над температурой охлаждающего воздуха

.

Перепад температуры в пазовой изоляции обмотки статора (см. п. 30) .

156. Среднее превышение температуры обмотки статора

Определение токов короткого замыкания

157. Ударный ток короткого замыкания

о.е.

158. Уточненное значение тока короткого замыкания

+ о.е.

Рис. 8. Характеристика холостого хода. К расчёту кратности тока

Короткого замыкания при номинальном токе возбуждения

159. Кратность тока короткого замыкания при возбуждении холостого хода (ОКЗ)

Величина Е′_он* определяется по продолжению спрямлённой части характеристики холостого хода при I_в*= 1.

160. Кратность тока короткого замыкания при номинальном возбуждении

Величина Е′_о* определяется по продолжению спрямлённой части характеристики холостого хода при номинальном токе возбуждения I_вн*= 2,52 (рис. 8).

Расчёт и построение характеристик генератора

161. Угловая характеристика

Статическая перегружаемость генератора определяется по угловой характеристике, рис. 9,

k_м= Р_м*/Р_н*=М_м*/М_н*,

где Р_н*=cosφ_н= 0,8.

Из рис. 9 М_м*=2,44,

k_м = Р_м*/Р_н* = 2,44/0,8 = 3,05.

162. Регулировочная характеристика I_в*= f(I_*).

Для построения регулировочных характеристик достаточно задать три – пять значений тока якоря I_* , например 0; 0,25; 0,5; 0,75; 1. По заданным значениям I_* для U_*=const и cosφ=const строят векторные диаграммы, из которых находят значения I_в*.

Значение тока I_в* можно определить, воспользовавшись достаточно простой диаграммой Потье. В этой диаграмме МДС реакция якоря не раскладывается на продольную и поперечную составляющие, как в диаграмме Блонделя, поэтому диаграмма Потье применима в основном для неявнополюсных машин. Но она дает приемлемые по точности результаты и для явнополюсных синхронных машин (ошибка не превышает 5–10 %). Обычно диаграмму Потье совмещают с характеристикой холостого хода и короткого замыкания (рис. 10).

Рис. 9. Угловая характеристика

Рис. 10. Диаграмма Потье для

Опишем построение диаграммы Потье для случая U_*=1; I_*=1, cos φ = 0,8. На основании уравнения генератора определяем вектор , как это было сделано при построении диаграммы Блонделя.

Пользуясь значением ЭДС , по характеристике холостого хода находим ток возбуждения , необходимый для её создания (на рис. 10 отрезок OD).

При построении диаграммы Потье применяют реактивное сопротивление Потье . Использование вместо учитывает повышенное насыщение магнитной цепи индуктора от потока рассеяния возбуждения. МДС реакции якоря определяется по характеристике короткого замыкания, которую строим как прямую из начала координат через точку L, для которой и = 1.

Для I_* = 1 по характеристике короткого замыкания определяем МДС (отрезок 0М), отложив на оси ординат (отрезок 0К). Тогда (отрезок КМ).

Чтобы получить МДС, соответствующую полному току возбуждения , необходимо геометрически сложить векторы , при этом учитываем, что МДС опережает на 90°, а МДС совпадает по направлению с током якоря . Результирующий ток возбуждения находим, прибавляя к отрезку ОD отрезок DD' = КМ, причем КМ проводим под углом (φ+γ) к отрезку DS.

Принимая, что падение напряжения и реакция якоря прямо пропорциональны току якоря, можно построить подобные диаграммы для различных значений тока I_* , напряжения U_* и cosφ.

На рис. 11 построены диаграммы для U_*, равных 1,0; 1,1; 1,15; cosφ=0,8. При этом принято, что

Падением напряжения на активном сопротивлении пренебрегаем. Данные построения сведены в табл. 5.

Таблица 5

	U* = 1,0	U* = 1,1	U* = 1,15
I*		0,5			0,5			0,5
		1,5	2,25	1,25	1,95	2,83	1,5	2,25	3,35

По данным табл. 5 на рис. 12 построены регулировочные характеристики для напряжений U_*, равных 1,0; 1,1; 1,15.

Рис. 11. Диаграмма Потье для построения