Электрические машины 4 (стр. 5 из 6)

Радиальный размер (толщина) обмотки, мм,

. (3.38)

Поверхность охлаждения может быть найдена по формуле, м²:

. (3.39)

Коэффициенты

и в формуле (3.39) определяются конструкцией обмотки: для одной катушки, намотанной на рейках, можно принять = 1,

= 0,88; для двух катушек с осевым охлаждающим каналом – = 2,

= 0,8.

4. РАСЧЕТ ПАРАМЕТРОВ КОРОТКОГО ЗАМЫКАНИЯ

4.1. Определение массы обмоток

Масса металла обмоток, кг,

, (4.1)

где

– средний диаметр витка, равный полусумме внутреннего и наруж-ного диаметров обмотки, мм;

– полное число витков обмотки (в том числе регулировочные витки на стороне ВН);

– уточненное сечение витка соответствующей обмотки, мм²;

– плотность металла обмотки (у меди =8900 кг/м³; у алюминия = 2700кг/м³);

– номер обмотки (1 – НН, 2 – ВН).

4.2. Расчет потерь короткого замыкания

Основные потери в обмотках находятся по формуле, Вт:

, (4.2)

где

– уточненная плотность тока в соответствующей обмотке, А/мм²;

– коэффициент, учитывающий удельное сопротивление и плотность

металла обмоток, при расчетной температуре 75^оС следует принять

= 2,4 для меди и = 12,75 для алюминия.

Расчетной температурой по ГОСТ 11677-75 при термостойкости изоляции класса А является 75^оС.

Коэффициент добавочных потерь:

для прямоугольного провода –

, (4.3)

для круглого провода –

, (4.4)

где

– размер неизолированного провода в радиальном направлении, мм;

– то же в осевом направлении, мм;

– диаметр круглого неизолированного провода, мм;

– число проводников в радиальном направлении;

– число проводников в осевом направлении (по высоте);

– коэффициенты,

(4.5)

(4.6)

Значения коэффициента α в формуле (4.3) или (4.4) принимаем: для прямоугольного медного провода – 95, алюминиевого – 37; для круглого провода – соответственно 44 и 17.

Число проводников в осевом и радиальном направлении определяется типом обмотки и конструкцией витка. Для описанных выше обмоток эти величины могут быть определены по табл. 4.1.

Т а б л и ц а 4.1

Число проводников в осевом и радиальном направлениях

Тип обмотки	M	n
Однослойная из прямоугольного провода	nвwсл	1
Двухслойная из прямоугольного провода	nвwсл	2
Винтовая одноходовая	w
Винтовая двухходовая	2w	0,5nb
Катушечная	nкат	nвwкат
Многослойная из круглого провода	nвwсл	nсл

Сечение отвода принимается равным сечению витка, длина отвода при соединении обмоток в «звезду»

; в «треугольник» – где – высота соответствующей обмотки.

Масса металла отводов, кг,

. (4.7)

Потери в стенках бака можно приблизительно определить по эмпирической зависимости, Вт:

. (4.8)

Полные потери к. з. будут равны сумме найденных выше потерь, Вт:

(4.9)

Полные потери к. з. по формуле (4.9) не должны отличаться от заданных более чем на ±15 %. Косвенным контролем правильности расчетов может служить соотношение массы металла обмоток НН и ВН, следовательно, основные потери в них близки друг другу.

4.3. Расчетнапряжения короткого замыкания

Находим средний диаметр канала рассеяния, мм,

(4.10)

ширину приведенного канала рассеяния, мм,

(4.11)

параметр

(4.12)

Активная составляющая напряжения к. з. (в процентах от номинального напряжения) :

. (4.13)

Реактивная составляющая напряжения к. з., %,

(4.14)

где

– коэффициент приведения реального поля рассеяния к прямоугольной форме, обычно = 0,93 – 0,98 ; в данном случае можно принять = 0,95;

– коэффициент, вводимый при расположении регулировочных витков в середине обмотки,

(4.15)

Полное напряжение к. з., %,

(4.16)

Расчетное напряжение к. з. не должно отличаться от заданного более чем на ±5 %. Например, при заданном

= 5,5 % допускается расчетное = 5,23 – 5,78 %. (Это очень жесткое условие.)

5. РАСЧЕТ ПОТЕРЬ И ТОКА ХОЛОСТОГО ХОДА

5.1. Расчет массы стали

Для ориентировочного расчета массы стали магнитной системы найдем следующие размеры (рис. 5.1), мм:

высоту стержня

, (5.1)

где

– высота обмотки, мм;

–изоляционный промежуток (см. подразд. 2.3), мм;