Расчет и анализ установившихся режимов работы электрических машин (стр. 4 из 7)
1.4 Синхронный двигатель
1.4.1 Принцип действия синхронного двигателя
Принцип действия синхронной машины был рассмотрен ранее в разделе синхронный генератор.
1.4.2 Устройство синхронного двигателя
Большую группу синхронных машин составляют синхронные двигатели, которые обычно изготовляются мощностью до нескольких тысяч киловатт и предназначены для привода мощных вентиляторов, мельниц, насосов и других устройств, не требующих регулирования частоты вращения. Рассмотрим устройство синхронного двигателя серии СДН2 (рис. 1.13.).
 | |
 | |
1.4.3 Устройство синхронного двигателя серии СДН2
Двигатели этой серии изготовляются мощностью от 315 до 4000 кВт при частотах вращения от 300 до 1000 об/мин и предназначены для включения в сеть частотой 50 Гц при напряжении 6 Кв.
Сердечник статора 4, запрессованный в стальной корпус, состоит из пакетов-сегментов, собранных из штампованных листов электротехнической стали толщиной 0,5 мм. Для лучшего охлаждения двигателя пакеты разделены радиальными вентиляционными каналами шириной по 10 мм. Обмотка статора 12 двухслойная с укороченным шагом. Сердечники полюсов 11 ротора крепятся к остову 3 шпильками 5. Обмотка ротора состоит из полюсных катушек. Контактные кольца 8 крепятся на конце вала. На роторе имеются лопатки б центробежного вентилятора. Стояковые подшипники скольжения 2 и / установлены на подшипниковых полущитах 1 и 9. Двигатель с торцовых сторон прикрыт стальными щитами 13. В обшивке 10 корпуса имеются вентиляционные окна, прикрытые жалюзи. На боковой поверхности корпуса расположена коробка выводов 14. Возбуждение двигателей осуществляется от тиристорных преобразователей с автоматическим регулированием тока возбуждения при пуске и остановке двигателей.
На рис. 19.8 показано более подробно устройство элемента синхронного двигателя, характерное для большинства конструкций. На вал 1 посажен шихтованный обод 2, на котором посредством Т-образного хвостовика крепится сердечник полюса 3, выполненный заодно с полюсным наконечником.
 |
1.4.4 Полюс синхронного двигателя
Сердечники полюсов изготовлены из штампованных листов конструкционной стали толщиной 1,0 или 1,5 мм. Хвостовик полюса запирается в продольном пазе обода посредством клиньев 9. Возможно также Крепление полюсов к ободу посредством «ласточкина хвоста» (рис. 1.14.) или шпилек. Стальные щеки 4, стягиваемые шпильками, предотвращают распушение пакета полюса ротора. Щеки имеют заплечики, удерживающие полюсную катушку ротора 5. В пазах полюсных наконечников расположены латунные или медные стержни 6 пусковой (успокоительной) обмотки, замкнутые с двух сторон сегментами 7. Между наружной поверхностью полюсного наконечника и внутренней поверхностью сердечника статора 8 имеется воздушный зазор. По оси полюса этот зазор 6 минимален, а на краях — максимален δтах. Такая конфигурация полюсного наконечника необходима для синусоидального распределения магнитной индукции в воздушном зазоре. Она достигается тем, что поверхность полюсного наконечника имеет радиус R < (D1 - 2δ)/2, где D1— диаметр расточки сердечника статора.
2. Расчёт установившегося режима силовых элементов сети
2.1 Исходные данные для варианта 18
Таблица 2.1 Состав и мощность силовых элементов сети
| Узел нагрузки | Питающая сеть | |||||||||||
| АД | СД | СН | ТР | СГ | Uвн,кВ | Uнн,кВ | ||||||
| Pн,кВт | n | np,об/мин | Pн,кВт | m | Iво,А | Pн,кВт | Qн,кВАр | Sн,кВА | Pн,кВт | Iв0,А | ||
| 2500 | 5 | 365 | 4000 | 3 | 180 | 10000 | 2000 | 40000 | 40000 | 360 | 150 | 10 |
Синхронная частота вращения асинхронного двигателя ncАД=375 об/мин, синхронного двигателя ncСД=250 об/мин. Схемы соединений обмоток статора АД, СД, СГ-Y, трансформаторов-Y/D.
Таблица 2.2Исходные данные потребителей
| АД | СД | |||||||
| h | cosj | Mm/Mн | Мп/Мн | Iп/Iн | h | cosj | xd | xq |
| 0,92 | 0,79 | 1,8 | 0,8 | 5,6 | 0,91 | 0,87 | 1,2 | 0,9 |
Таблица 2.3
| Tp 1, Tp 2 | СГ | ЛЭП | ||||
| uk,% | P0, кВт | Pк, кВт | Im,% | cosj | xc, о.е. | l, км |
| 13 | 80 | 174 | 0,8 | 0,86 | 2,2 | 50 |
Параметры силовых элементов питающей сети
Индивидуальное задание по анализу режимов работы и характеристик силовых элементов сети.
Рассчитать и построить в одних координатных осях кривую к.п.д. в функции нагрузки η=ƒ(β)
Для cosφ=1 при U=1 и U=0.9
Найти оптимальную нагрузку и максимальный к.п.д.
2.2 Расчет параметров и номинальных величин элементов
2.2.1 Параметры трансформаторов
1) Электрические параметры, приведённые к ВН:
индуктивное сопротивление взаимоиндукции
, где 
активное сопротивление, обусловленное магнитными потерями в стали сердечника
активное сопротивление первичной обмотки и активное приведённое сопротивление вторичной обмотки
индуктивное сопротивление рассеяния первичной обмотки и индуктивное приведённое сопротивление рассеяния вторичной обмотки
2) базисные величины:
3) электрические параметры трансформатора в относительных единицах:
 |
 |
2.2.2 Параметры асинхронного двигателя
1) Электрические параметры «Г» образной схемы замещения и номинальные величины.
 |
Неравенство
вызвано погрешностью определения токов «Г»-образной схемы замещения, а так же тем, что сопротивление намагничивающего контура принято индуктивным, хотя оно имеет активно-индуктивный характер.  |
2) Базисные величины эквивалентного АД (рис.2.1):
2.2.3 Параметры синхронного двигателя
1) Электрические параметры и номинальные величины: