Современных генераторов

Для современных двигателей механический к. п. д. составляет 0,72 ...0,9. Зная механический к. п. д., можно определить эффективную мощность

Обмотку из круглого провода укладывают в пазы одной из приведенных на 8.29р~в конфигурации. В большинстве современных двигателей, выпускаемых отечественной промышленностью, выполняют трапецеидальные пазы ( 8.29,д,б), хотя лучшее заполнение паза достигается в пазах с овальной нижней частью ( 8.29, в). Угол наклона грани клиновой части в трапецеидальных пазах у двигателей с h < < 250 мм обычно (3 =45°, при большей высоте оси вращения (3 =30°. Принцип расчета размеров паза всыпной обмотки остается таким же, как и для пазов с прямоугольными проводами. Сначала проводят предварительный выбор размеров, исходя из допустимой индукции в зубцах и ярме статора,

Дополнительные полюса установлены строго посередине между основными полюсами (по линии геометрической нейтрали). Чередование основных и дополнительных полюсов у двигателей следующее: за главным полюсом в сторону вращения якоря следует одноименный дополнительный полюс (см. 85). Катушки дополнительных полюсов включаются всегда последовательно с обмоткой якоря. Станину современных двигателей отливают из стали или чугуна, с разъемом или без него (в зависимости от мощности двигателя). Составная часть магнитной системы двигателя станина служит для крепления (болтами) полюсов, выводных зажимов, поддер^ жания боковых крышек с подшипниками и для крепления двигателя к фундаменту.

Скольжение s характеризует степень отставания ротора относительно вращающегося магнитного поля, т.е. скорость пересечения обмоток ротора вращающимся магнитным полем. При нарастании скорости вращения ротора от нуля до синхронной скольжение изменяется от единицы до нуля. При номинальной нагрузке у современных двигателей скольжение составляет 3 — 6%. Скорость вращения ротора пч, на основании уравнения (63), выражается формулой

ухудшения условий охлаждения. Так, например, для современных двигателей со степенью защиты IP54 (IP44) допустимую мощность РЗЛОЯ продолжительного режима можно установить по эмпирической формуле

характеристики современных двигателей общего применения низкого напряжения должны соответствовать Публикации МЭК 34-12 1980 г. Она устанавливает для квазистационарного режима пуска (при пренебрежении переходными процессами) три значения вращающего момента ( 10.5, а): Мп — начальный пусковой момент; Afmin — минимальный момент;

"путь выхода к оптТШуму удается сделать наиболее коротким и простым. В результате значительно облегчается решение задачи оптимизации. Анализ результатов общей оптимизации АКД по большому числу различных критериев оптимальности дает возможность выявить основные факторы, определяющие выбор независимых переменных. При выборе kr> отношения внутреннего диаметра сердечника статора к наружному основное значение имеет КПД и расход обмоточного провода. Характер влияния коэффициента kD на КПД связан с действием двух противоречивых факторов. При увеличении kD снижается индукция в воздушном зазоре (5.8), зубцах и спинке ротора, что в свок/ очередь ведет к снижению намагничивающего тока и, следовательно, к росту КПД. В то же время индукция в зубцах и спинке статора возрастает, в результате эти участки магнитной цепи становятся сильно насыщенными и КПД начинает снижаться. Отметим, что экстремум зависимости TJ = f (kD) пологий, это дает некоторую свободу шбора. Оптимальные значения kD = = 0,514-0,53 при 2р = 2 и kD = = 0,584-0,60 при 2р — 4. Расход обмоточного провода снижается при увеличении kD. Поэтому у современных двигателей, оптимизированных на ЭВМ, величина коэффициента kD несколько выше. У двигателей серии 4А для высот осей Я — 564-71 мм kD - 0,604-0,62 при 2р = 4.

Величина начального значения пускового тока обычно выражается отношением его к номинальному току и называется кратностью пускового тока. Для современных двигателей кратность пускового тока находится в пределах /и//„ = 4 -т- 7; поэтому предохранители и тепловое реле должны выдерживать- кратковременно значительные токи.

Распределительные валы современных двигателей компонуют в блок-картере или картере, поэтому при перевозке к месту установки их не снимают, а упаковывают и транспортируют вместе с этими деталями остова. При монтаже нового двигателя ограничиваются вскрытием подшипников распределительного вала, очисткой и промывкой шеек, проверкой поступления масла и сборкой подшипников с выверкой зазоров. Диаметральные зазоры на масло в подшипниках распределительного вала принимаются по табл. 6 и 15.

Обмотку из круглого провода укладывают в пазы одной из приведенных на 9.29, а—в конфигураций. В большинстве современных двигателей, выпускаемых отечественной промышленностью, выполняют трапецеидальные пазы ( 9.29, а, б), хотя лучшее заполнение паза достигается в пазах с овальной нижней частью ( 9.29, в). Угол наклона грани клиновой части в трапецеидальных пазах у двигателей с h < 250 мм обычно р = 45°, при большей высоте оси вращения р = 30°.

В основе работы такого генератора, как и других современных генераторов высокочастотных колебаний, лежат свойства так называемого колебательного контура. Этот контур состоит из конденсатора С и катушки индуктивности L. Если конденсатор зарядить, например, от батареи Б ( 3.37, а), то в его электрическом поле накопится некоторая энергия. Переведя теперь ключ К в правое положение, получим контур, в котором конденсатор будет разряжаться через индуктивность. При этом энергия электрического поля конденсатора полностью переходит в магнитное поле катушки к моменту времени 70/4 ( 3.37, б). В этот момент напряжение ис становится равным нулю, а ток i, текущий через индуктивность, становится максимальным, что и соответствует

По роду первичного двигателя различают два основных типа синхронных генераторов — турбогенераторы и гидрогенераторы. Первые устанавливаются на тепловых электрических станциях и работают от паровых турбин, вторые применяются на гидроэлектростанциях. При современном уровне энергопотребления экономически выгодно применять на электрических станциях генераторы больших мощностей. Мощности современных генераторов часто достигают нескольких сот тысяч киловатт (500000 и более).

Расчет токов к. з. по расчетным кривым. Если точка к. з. находится вблизи источника питания (на тинах электростанции или на линии, расположенной поблизости от нее), то периодическую Составляющую тока к. з. можно определить по расчетным кривым (кривым затухания). Указанные кривые ( 6.6) представляют собой зависимость кратности kt периодической составляющей тока к. з. от расчетного сопротивления *,,„,.,» (для времени, принимаемого от начала возникновения к. з.). Эти кривые были построены в 1940 г. для генераторов до 100 МВт. В 1975 г. были разработаны новые расчетные кривые для современных генераторов с большими мощностями [5, 38].

Для упрощения расчета принимают, что сверхпереходные индуктивные сопротивления по продольной (Ха") и поперечной (Xq") осям одинаковы: Xd" = Xq" — X". Значения параметров современных генераторов приведены в табл. 1.2, 6.93 и в [1.5 и 1.10].

На 1.6 и 1.7 даны расчетные кривые 1П1—!(х!>Мч) при / = var, построенные в 1940 г. для схемы с типовыми генераторами мощностью до 100 МВт, а также производные от них кривые Iat — f(t) при хрлкч== = var, построенные в 1970 г. Указанные кривые позволяют найти периодическую составляющую тока в месте КЗ с учетом влияния нагрузки в сети для произвольного момента времени от / = 0 до t = . Параметры современных генераторов мощностью более 100 МВт (сопротивления, механические постоянные, быстродействие: систем возбуждения и т. д.) существенно отличаются от аналогичных параметров генераторов мощностью до 100 МВт. Это обстоятельство потребовало разработки новых расчетных кривых ( 1.8), которые позволяют для интервала времени от 0 до 0,5 с найти периодическую составляющую тока в месте КЗ с приближенным учетом влияния нагрузки сети. Кривые справедливы для турбогенераторов мощностью 12,5—800 МВт, гидрогенераторов мощностью до 500 МВт и для всех крупных синхронных компенсаторов. Кривые включены в Руководящие указания по расчету коротких замыканий, выбору и просерке аппаратов и проводников по условиям короткого замыкания (1975 г.).

На 1-6 и 1-7 даны расчетные кривые /П(=?(*расч) при t= =var, построенные в 1940 г. для схемы с типовыми генераторами мощностью до 100 МВт, а также производные от них кривые /П( = =/(0 при *pac4=var, построенные в 1970 г. Указанные кривые позволяют найти периодическую составляющую тока в месте к. з. с учетом влияния нагрузки в сети для произвольного момента времени от 0 до оо. Параметры современных генераторов мощностью более 100 МВт (сопротивления, механические постоянные, быстродействие систем возбуждения и т. д.) существенно отличаются от аналогичных параметров генераторов мощностью до 100 МВт. Это обстоятельство потребовало разработки новых расчетных кривых, приведенных на 1-8. Эти расчетные кривые позволяют для интервала времени от 0 до 0,5 с найти периодическую составляющую тока в месте к. з. с приближенным учетом влияния нагрузки сети. Кривые справедливы для турбогенераторов мощностью от 12,5 до 800 МВт, гидрогенераторов мощностью до 500 МВт и для всех крупных синхронных компенсаторов. Кривые включены в Руководящие указания по расчету коротких замыканий, выбору и проверке аппаратов и проводников по условиям короткого замыкания (1975 г.).

Параметры современных генераторов мощностью более 100 МВт (сопротивления, механические постоянные, быстродействие систем возбуждения и т.д.) существенно отличаются от аналогичных параметров генераторов мощностью до 100 МВт. Это обстоятельство потребовало разра-

а) Технические характеристики и конструкции современных генераторов

Каждый генератор характеризуется также КПД при номинальной нагрузке и номинальном коэффициенте мощности. Для современных генераторов номинальный коэффициент полезного действия колеблется в пределах 96,3-98,8%.

Длительность переходного процесса КЗ для современных генераторов обычно составляет не более 3-5 с. Как и в случае питания цепи КЗ от шин неизменного напряжения, максимальное значение полного тока — ударный ток имеет место обычно через 0,01 с после начала процесса. При определении ударного тока условно считают, что к этому времени периодическая составляющая тока не претерпевает существенных изменений и равна, как и в начальный момент КЗ, 7п,т. Учитывается лишь затухание апериодической составляющей, максимальное начальное значение которой принимается равным также /„_„,.

Та б л л да 3.7. Значения Та и ky для современных генераторов и синхронных компенеа г оров