Конструирование схемы обмотки.

Содержание

1. Введение …………………………………………………………………..…….3

2.Предварительный расчет параметров обмотки……………………………4

2.1. Полюсное деление ……………………………………………………….4

2.2. Число пазов на полюс и фазу q……………………………………………4

2.3. Шаг обмотки y……………………………………………………………...4

2.4. Угол сдвига ЭДС в соседних пазах …………………………………….4

2.5. Конструирование схемы обмотки………………………………………...5

Расчет результирующей ЭДС витка с учетом высших

гармонических составляющих……………………………………………….6

  3.1. Методика расчета ЭДС витка……………………………………………..6

  3.2. Расчет 1, 3, 5 и 7-й гармонических составляющих и

       результирующей ЭДС витка………………………………………………7

Оценка качества и улучшение гармонического

состава ЭДС вариантным методом…………………………………………...9

  4.1.Методика и расчет оценки качества ЭДС…………………………………9

Расчет числа витков секции, катушечной группы,

фазы и ЭДС обмотки …………………………………………………………10

6.Литература……………………………………………………………………....11

Приложение А

Приложение Б

1.Введение

В результате аварии произошедшей на резервной дизельной электростанции вышла из строя трехфазная обмотка статора синхронного генератора. В ходе обследования установлено, что по имеющимся остаткам схему обмотки можно определить только предположительно   (ориентировочно). Число витков фазы обмотки установить невозможно.

В то же время состояние ротора удовлетворительное, обмотка возбуждения ротора, тело ротора и полюсные наконечники сохранились хорошо. По паспортным данным известны параметры магнитной индукции создаваемой ротором в воздушном зазоре 1,3,5 и 7 пространственными гармониками.

Известно,что данная электростанция обеспечивает аварийное питание автоматизированной инкубаторной станции. Надежная работа стредств автоматического управления которой возможна только при обеспечении высокого качества напряжения. В соответствии с ГОСТ 183-66 коэффициент формы напряжения К_ф не должен превышать 5%. Синхронный генератор дизельной электростанции работает в генераторном режиме и является источником электроэнергии только в периоды аварии основного источника электроэнергии - государственной линии электропередачи.Когда же электроснабжение объектов работает в нормальном режиме,то синхронный генератор переводится в режим синхронного двигателя для привода компрессорной установки подающей сжатый воздух в цех переработки продукции.

2.Предварительный расчет параметров обмотки.

2.1. Полюсное деление

Полюсным делением называется часть окружности статора приходящаяся на один полюс. Полюсное деление измеряется и рассчитывается как в пазах статора Z, так и в линейных единицах(м).

 (пазов);

.

Число пазов на полюс и фазу q

,

где m-число фаз обмотки, m=3

 2.3. Шаг обмотки

Шагом обмотки называется расстояние между первой и второй активными сторонами секции, выраженное в пазах. Для двухслойных обмоток шаг рассчитывается по формуле:

,

где   - коэффициент укорочения шага, который выбирается конструктором обмотки.

 (пазов).

2.4. Угол сдвига ЭДС в соседних пазах статора .

эл.

Конструирование схемы обмотки.

Правила конструирования схем двухслойных обмоток:

1.Число катушечных групп в каждой фазе n равно числу полюсов 2p

                                           n =2p=2

2. Начала катушечных групп одной фазы смещены относительно друг друга на 180 эл. град. (что соответствует смещению на 1 полюсное деление ).

3. Число секций в каждой катушечной группе S равно числу пазов на полюс и фазу q:                                     S =q=4

 4. Катушечные группы одной фазы соединяются по схеме: конец предыдущей катушечной группы соединяются с концом последующей; начало предыдущей катушечной группы соединяется с началом последующей.

5. Начала обмоток различных фаз смещены относительно друг друга на 120 эл. град.

  По рассчитанным параметрам в соответствии с правилами конструирования двухслойных обмоток составляем схему-таблицу (рис.1) и по ней строим схему-развертку обмотки.

Рис.1. Схема-таблица обмотки статора. Z=24. , ,тип обмотки - двухслойная

3.Расчет результирующей ЭДС витка с учетом высших гармонических составляющих.

3.1. Методика расчета ЭДС витка.

Расчет выполняется для условной обмотки с числом витков в фазе W=1. В реальных условиях такую обмотку выполнить невозможно, потому что фаза обмотки состоит из нескольких секций, например фаза однослойной обмотки состоит из qp секций, а фаза двухслойной обмотки из 2qp секций. В свою очередь каждая секция состоит как минимум из одного витка, и потому минимальное количество витков в фазе однослойной обмотки не может быть меньше , а двухслойной . Однако с методической точки зрения расчет ЭДС с учетом высших гармонических составляющих наиболее просто выполнить для условной обмотки с W=1.

Расчет выполняем по следующей формуле:

,

где  - действующее значение фазной ЭДС для v-гармоники.

Из бесконечного спектра гармонических составляющих в данной работе следует учитывать только v =1, 3, 5 и 7.

Расчет  для любой гармоники проводится по следующей формуле:

                                       .

Составляющие последней формулы вычисляют следующим образом:

                               W=1 виток

 обмоточный коэффициент по v- гармонической составляющей,

                                  .

   коэффициент укорочения по v- гармонической составляющей,

                                   .

 коэффициент распределения по v- гармонической составляющей,

                            .

     Частоту любой гармоники рассчитывают по формуле:

                                          ,

где - частота сети, = 50 Гц.

      магнитный поток по v- гармонической составляющей,

                                   .