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*=1,08 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(0,163+0,141)=0,152 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=0,0096∙1,38= 0,013 о.е.

Постоянные времени обмоток

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

Т_d0=x_п*/ω₁∙r_п*=2,25/(0,0047∙2∙3,14∙50) = 1,52 с

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

Т'_d = T_d0∙x'_d*/x_d* = 1,52∙0,449/1,94= 0,35 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'''_d0∙x''_d*/x'_d* = 0,04∙0,163/0,449 = 0,014 с

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

T''_q = T_дq0∙x''_q*/x_q* = 0,09∙0,141/1,08 = 0,011 с

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

T_a = x_2*/ω₁∙r_1* = 0,151/(2∙3,14∙50∙0,0096) = 0,05 с

Потери и КПД

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

t_1max=π∙ (D₁-2h_п)/z₁= 3,14∙(655-2∙49,5)/72 = 32,8 мм

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

b_з1max = t_1max-b_n1 = 32,8-13,9 = 18,9 мм

10.3 Ширина зубца в средней части [9-130]

b_з1cp=(b_з1min+b_з1max)/2=(14,3+18,9)/2 = 16,6 мм

10.4 Расчетная масса стали зубцов статора [9-260]

m_з1=7,8∙z₁∙b_з1ср∙h_n1∙ℓ₁∙k_c∙10^-6 = 7,8∙72∙16,6∙49,5∙480∙0,95∙10^-6 = 210 кг

10.5 Магнитные потери в зубцах статора [9-252]

P_з1=3∙В²_з1ср∙m_з1=2,7∙1,52²∙210 = 1310 Вт

10.6 Масса стали спинки статора [9-261]

m_c1=7,8∙π∙(D_н1-h_c1) ∙h_c1∙ℓ₁∙k_c∙10^-6=7,8∙3,14(850-48)∙48∙480∙0.95∙10^-6 = 430 кг

10.7 Магнитные потери в спинке статора [9-256]

Р_с1=2,7∙В²_с1∙m_c1=2,7∙1,5²∙430 = 2612 Вт

10.8 Амплитуда колебаний индукции [11-206]

В₀=β₀∙к_б∙В_б=0,35∙1,35∙0,85=0,4 Тл

10.9 Среднее значение удельных поверхностных потерь [11-207]

р_пов=к₀∙(z₁n₁∙10^-4)^1,5(0,1∙В₀∙t₁)²=1,4(72∙750∙10^-4)^1,5∙(0,1∙0,4∙28,2)² = 22,35 Вт/м²

10.10 Поверхностные потери машины [11-208]

Р_пов=2∙р∙τ∙α∙ℓ_пр∙_пов∙к_п∙10^-6 = 8∙257∙0,7∙565∙22,35∙0,6∙10^-6 = 10,9 Вт

10.11 Суммарные магнитные потери [11-213]

Р_сΣ=Р_с1+Р_з1+Р_пов=2612+1310+10,9=3933 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∙902∙0,0025∙1,38+3∙(105,5/ )²∙0,00082∙1,38 = 6115 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=105,5∙0,64∙1,38+2∙105,5= 10041 Вт

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

Р_доб=0,005∙Р_н=0,005∙500000=2500 Вт

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

Р'_мх = Р_т.п + Р_вен = Вт

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

Р_т.щ=2,6∙I_п.н∙D₁∙n₁∙10^-6 =2,6∙105,5∙655∙750∙10^-6= 135 Вт

10.17 Механические потери [11-217]

Р_мх=Р'_мх+Р_тщ=1264+135= 1399 Вт

10.18 Суммарные потери [11-218]

Р_Σ = Р_сΣ+Р_м1+Р_доб+Р_п+Р_мх = 3933+6115+2500+1399+10041 = 23988 Вт

10.19 КПД при номинальной нагрузке [11-219]

η = [1-Р_Σ/(Р_2н+Р_Σ)] ∙100 = [1-23988/(500000+23988)] ∙100 = 95,4 %

Характеристики машин

11.1 Повышение напряжения на зажимах генератора [11-220]

ΔU%= %= =30%

11.2 Значение ОКЗ [11-227]

ОКЗ=Е'_0*/х_d*=1,2/1,94=0,618 о.е.

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

I_k/I_1н=ОКЗ∙I_п.н*=0,618∙2,8=1,73 о.е.

11.4 Наибольшее мгновенное значение тока [11-229]

i_уд=1,89/х''_d*=1,89/0,163=11,6 о.е.

11.5 Статическая перегружаемость [11-223]

S=E'_0о*k_p/x_d*cosφ_н=4,44∙1,02/1,94∙0,8=2,9 о.е.

11. 6 Определяем ЭДС (рис. 5-1)

Е'_0*= 3 о.е.

11. 7 Определяем уравнение [11-221]

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

=3/1,94∙sinθ+0,5(1/1,08-1/1,94)sin2θ=1,54∙sinθ+0,41∙sin2θ

Рис. 11-1 – Угловая характеристика