проектирование ТГ

69

Рис.17. Кривые намагничивания листовой холоднокатаной электротехнической стали марки 3413 поперек проката для зубцов статора

70

Таблица 16

Кривая намагничивания листовой холоднокатаной стали марки 3413 вдоль проката

В, Тл	0	0,01	0,02	0,03	0,04		0,05	0,06	0,07	0,08	0,09
					Н,	А/м
0,6	81	83	85	87	89		91	93	95	97	99
0,7	110	112	114	116	118		120	122	124	126	128
0,8	130	132	134	136	138		140	142	144	146	149
0,9	152	155	158	161	164		167	170	173	176	179
1,0	182	185	188	192	195		198	201	204	207	210
1,1	213	216	219	222	225		228	231	234	237	240
1,2	243	246	249	252	255		258	261	264	267	271
1,3	275	279	283	287	291		295	300	305	310	315
1,4	320	326	332	338	344		350	358	366	374	382
1,5	390	402	414	426	438		450	464	478	492	506
1,6	520	544	566	588	610		632	665	698	732	766
1,7	800	840	890	940	990		1040	1132	1224	1316	1408
1,8	1500	1542	1700	1922	2144		2366	2588	2820	3080	3450
1,9	3825	4200	4600	5200	5800		7000	8200	9400	10900	13400
2,0	16000	20000	25000	30000	–		–	–	–	–	–

71

Рис.18. Кривые намагничивания листовой холоднокатаной электротехнической стали марки 3413 вдоль проката для зубцов статора

72

Магнитное напряжение зубцов и ярма ротора. Магнитный поток в зубцах и ярме ротора больше потока в зазоре в связи с появлением потока рассеяния,

создаваемого МДС обмотки возбуждения. Различают потоки рассеяния в пазовой части, в немагнитном зазоре (по коронкам зубцов) и в лобовой части.

Коэффициент магнитной проводимости для потока пазового рассеяния ро-

тора для прямоугольного паза (рис. 19)

	λП2	=		h21	+	h22	,	(137)
				× bП2
		2				bП2
где h21= hП2 – h22 – SdП ;
h22=hКЛ2+hИ;
SdП –	общая толщина гильзы и прокладок на дне паза (табл. 13);
hКЛ2 –	высота клина паза ротора;

hИ – высота подклиновой прокладки (табл. 13).

Высоту клина паза ротора выбирают примерно равной ширине паза ротора.

Высоту подклиновой прокладки предварительно можно выбрать по табл. 13. В за-

висимости от номинального напряжение возбуждения рекомендуется принимать

hИ ³ 6 мм при U2Н ≤160 В,
hИ ³ 6+0,02(U2Н –160) мм при U2Н >160 В.	(138)
Рекомендуемые значения напряжения воз-буждения приведены в табл. 17.
Коэффициент магнитной проводимости потока рассеяния по коронкам зуб-
цов ротора
lК2=d/(2×t2)+0,2.	(139)

73

Рис. 19. К расчету пазового рассеяния ротора

Таблица 17

Рекомендуемые напряжения возбуждения турбогенераторов

РН, МВт	2,5–6	12–60	100–200	300–800	1200
U2Н, В	75–150	200–250	250–300 (350)	400–500	600

74

Магнитный поток пазового рассеяния и по коронкам зубцов ротора

			ФσПК2=С4×FδZс ,	(140)
где C4	=	l2	× (λП2 + λК 2 )×10−5 .
		Z2
Потоком лобового рассеяния можно пренебречь,				если бандажные кольца

выполнены из немагнитной стали. В этом случае потоки лобового рассеяния ма-

лы. Бандажные кольца удерживают лобовые части обмотки от смещения под дей-

ствием центробежных сил. Бандажные кольца из магнитной стали применяются в

генераторах мощностью 2–6 МВт.
Поток лобового рассеяния для генераторов мощностью больше 6 МВт
ФσЛ2=0.	(141)
При выборе наружного диаметра бандажного кольца Dк1 должно быть вы-
полнено конструктивное условие
D1– D к1>0,012÷0,03 м.	(142)
Полный магнитный поток рассеяния ротора
Фσ2= ФσПК2+ ФσЛ2= ФσПК2+0.	(143)
Магнитный поток в роторе (в зубцах и ярме) при холостом ходе
Ф2= Ф+ Фσ2.	(144)

Расчет магнитного напряжения зубцов ротора проводят по двум сечениям

0,2hП2 и 0,7hП2 от дна паза. Магнитные индукции в расчётных сечениях зубцов ротора

ВZ(0,2)=Ф2/sZ(0,2),	(145)
ВZ(0,7)=Ф2/sZ(0,7),	(146)

где sZ(0,2), sZ(0,7) рассчитаны раньше.

Если магнитная индукция в зубцах ротора в расчётном сечении на расстоя-

нии 0,2hП2 от их основания превосходит рекомендуемую в табл. 4, то следует b′Z2, t′2, Z′2, Z2 изменить так, чтобы ВZ(0,2) не превосходила рекомендованного значения.

При магнитных индукциях ВZ(0,2)≤1,8 Тл или ВZ(0,7)≤1,8 Тл магнитный поток проходит только через зубцы и соответствующие напряженности магнитного по-

75

ля HZ(0,2) и HZ(0,7) определяют по кривым намагничивания роторных поковок,

представленных в табл. 18 или 19.

Если индукции ВZ(0,2) или ВZ(0,7) превышают 1,8 Тл, то нужно учитывать от-

ветвление части потока в паз параллельно зубцу. Для этого находят коэффициен-

ты

			k П(0,2)	=	bП(0,2)	,				(147)
					bZ (0,2)
			k П(0,7 )	=	bП(0,7 )	,				(148)
					bZ (0,7 )
где bZ(0,2), bZ(0,7) – ширина зубца в расчётных сечениях
bZ (0,2) =	π × DZ (0,2)		- bП(0,2) ,			bZ (0,7 ) =	π × DZ (0,7 )		- bП(0,7 ) .	(149)
	Z	!					Z	!
		2						2

Напряжённость магнитного поля в зубцах ротора HZ(0,2) и HZ(0,7) при ВZ>1,8 Тл оп-

ределяется по кривым намагничивания зубцов роторных поковок турбогенерато-

ров на рис. 20 или 21 с учётом рассчитанных коэффициентов kП(0,2), kП(0,7) .

Магнитное напряжение зубцов ротора

F	= hП		×	H Z (0,2) + H Z (0,7 )	.	(150)
Z 2		2		2

За расчетную магнитную индукцию в ярме ротора принимают среднюю ин-

дукцию на нейтрали между полюсами (по оси q)

Ва2=Ф2/(2×sа2). (151)

Если магнитная индукция в ярме ротора Ва2 получается выше рекомендуемой по табл. 4, то следует увеличить площадь сечения ярма ротора путем заполнения магнитным материалом центрального отверстия в роторе (заложить стальной стержень) и принять в формуле (115) D0=0. Эта мера позволяет снизить индукцию в ярме ротора до допустимых пределов.

Для этого случая (D0=0) площадь сечения ярма ротора

s¢	=	D2 - 2 × hП 2	× l		.	(152)
				2
a 2	2

76

Таблица 18

Кривая намагничивания роторных поковок турбогенераторов с D2 ≤ 0,814

В, Тл	0	0,01	0,02	0,03	0,04		0,05	0,06	0,07	0,08	0,09
					Н,	А/м
0,5	375	383	385	393	400		408	415	423	430	438
0,6	450	460	470	480	490		500	510	520	530	540
0,7	550	565	580	595	610		625	640	655	670	685
0,8	700	715	730	745	760		775	790	805	820	835
0,9	850	865	880	895	910		925	940	955	970	985
1,0	1000	1020	1040	1060	1080		1100	1120	1140	1160	1180
1,1	1200	1240	1280	1320	1360		1400	1440	1480	1520	1570
1,2	1620	1670	1720	1770	1820		1880	1940	2000	2060	2120
1,3	2180	2240	2300	2370	2450		2520	2600	2680	2770	2860
1,4	2950	3050	3150	3260	3370		3480	3600	3720	3830	3970
1,5	4100	4250	4400	4550	4700		4850	5030	5220	5430	5700
1,6	5950	6220	6500	6800	7100		7400	7700	8100	8500	8920
1,7	9350	9750	10300	10700	11300		11900	12500	13100	13700	14400
1,8	15100	16000	1700	18000	19000		20000	21200	22300	23400	24500
1,9	25600	26800	28000	29200	30500		32000	34000	36000	38500	41000
2,0	43500	46000	49500	52500	57000		62000	67500	74000	81000	88000

77

Рис.20. Кривые намагничивания зубцов роторных поковок турбогенераторов с D2 ≤ 0,814

						78
													Таблица 19
		Кривая намагничивания роторных поковок турбогенераторов								с D2> 0,814
В, Тл	0		0,01	0,02	0,03	0,04		0,05	0,06		0,07		0,08	0,09
						Н,	А/м
0,5	900		909	918	927	936		945	954		963		972	981
0,6	990		999	1008	1017	1026		1035	1044		1053		1062	1071
0,7	1080		1089	1098	1107	1116		1125	1134		1143		1152	1161
0,8	1170		1179	1188	1197	1206		1215	1224		1233		1242	1251
0,9	1260		1269	1278	1287	1269		1305	1314		1323		1332	1341
1,0	1350		1359	1368	1377	1386		1395	1404		1413		1422	1431
1,1	1440		1449	1458	1467	1476		1485	1494		1503		1512	1521
1,2	1530		1548	1566	1584	1602		1620	1644		1668		1692	1716
1,3	1740		1796	1852	1908	1964		2020	2076		2130		2188	2244
1,4	2300		2400	2500	2600	2700		2800	2900		3000		3130	3260
1,5	3400		3540	3680	3820	3960		4100	4280		4460		4640	4820
1,6	5000		5300	5600	5900	6200		6500	6800		7100		7400	7700
1,7	8000		8300	8600	9000	9400		9900	10400		10900		11400	12000
1,8	12800		13500	14200	15000	16000		17000	18000		20000		22000	24000
1,9	26000		30500	35000	39500	46300		53000	60000		72700		85400	98000
2,0	106000		114000	122000	130000	138000		146000	154000		162000		170000	178000