Примеры расчета машин.

12. Тепловой и вентиляционный расчеты.

Последовательность расчета	Условные обозначения	Источник		Синхронный генератор		Синхронный двигатель
Тепловые расчеты Обмотка статора
472	, Вт	(11-247)
473	, Вт	(11-214)	17,9^2·1,367·1,48+2·17,9=684		196^2·0,154·1,48+2·196=9240
474	, мм^2	(9-379)	3,14·286·160·=1,44·10^5		3,14·630·385=7,62·10^5
475	, мм	(9-381)	2,25+12,7+15,7=78,4		—
476	, мм	(9-381)	—		2(65+14,5)=159
477	, мм^2	(9-382)	42·78,4·160=5,27·10^5		72·159·445=50,94·10^5
478	, мм^2	(9-383)	4·3,14·286·88=3,16·10^5		4·3,14·630·162=12,82·10^5
479	, мм^2	(9-384)	3,14·406(106+2·88)=4,26·10^5		3,14·850(445+2·162)=20,3·10^5
480	, Вт/мм^2	(9-386)
481	, Вт/мм^2	(9-387)
482	, Вт/мм	(9-388)
483	, м/с	(9-389)
484	, ^0С	(9-390)	6,75·10^-3/(16·10^-5)=42		9,73·10^-3/(14·10^-5)=69,5
485	, ^0С	(9-391)			—
486	, мм	§ 9-13	—		(14,5-2∙4,75)/2=2,5
487	, ^0С	(9-392)	—
488	, ^0С	(9-393)	3,1·10^-3/(16∙10^-5)=20		3,94·10^-3/(14∙10^-3)=28
489	, ^0С	(9-394)			—
490	, ^0С	(9-395)	—		3,94∙10^-3∙2,5/(16∙10^-5)=61,6
491	, ^0С	(9-396)
492	, Вт	(9-397)
493	, ^0С	(9-399)	3360/(4,26∙10^5∙125∙10^-5)=6,2		23220/(20,3∙10^5∙150∙10^-5)=7,6
494	, ^0С	(9-400)	37,6+6,2=43,8		88+7,6=95,6
Обмотка возбуждения
495	, мм^2	(11-248)	4∙623∙53=13,2∙10^4		—
496	, мм^2	(11-249)	—		8∙1226∙74=72,5∙10^4
497	, Вт/мм^2	(11-250)	0,9∙684/(13,2∙10^4)=47∙10^-4		0,9∙9240/(72,5∙10^4)=115∙10^-4
498	, Вт/(мм^2∙^0С)	§ 11-13	(2,6+0,19∙22,3)∙10^-5=6,8∙10^-5		(3,0+0,42∙24,5)∙10^-5=13,3∙10^-5
499	, ^0С	(11-251)	47∙10^-4/(6,8∙10^-5)=69		115∙10^-4/(13,3∙10^-5)=86,5
500	, ^0С	(11-252)	47∙10^-4∙0,4/(16∙10^-5)=12		—
501	, ^0С	(11-253)	69+12=81		86,5
502	, ^0С	(11-254)	81+6,2=87		86,5+7,6=94
Вентиляционный расчет. Принята система вентиляции:
			аксиальная		радиальная
503	, м^3/с	(5-28)	3360/(1100∙2∙6,2)=0,24		23220/(1100∙2∙7,6)=1,37
504		(5-40)	—
505	, м^3/с	(5-39)	—		4,5(625/100)^2∙10^-2=1,76
506	, Па	(5-41)	—
507	, Па∙с^2/м^2	§ 11-13	600		—
508	, мм	(10-382)	0,85∙406=345		—
509	, мм	(10-393)	0,65∙406=265		—
510	, мм	(10-384)	0,12∙406=50		—
511		(10-385)	345/20=17,25		—
512		§ 10-16	17		—
513	, м/с	(5-34)	3,14∙345∙1500/(6∙10^4)=27		—
514	, м/с	(5-35)	3,14∙265∙1500/(6∙10^4)=21		—
515	, Па	(5-33)	0,6∙1,23(27^2-21^2)=212		—
516	, м^2	(5-37)	0,92∙3,14∙345∙50∙10^-6=0,05		—
517	, м^3/с	(5-36)	0,42∙27∙0,05=0,57		—
518	, м^3/с	(5-38)			—
519	, Па	(5-39)			—

§ 11-14. Масса и динамические показатели.

До разработки рабочих чертежей массу машины можно определить по приближенным формулам в такой последовательности:

Масса стали сердечника статора (кг)		(11-255)
Масса стали полюсов (кг)		(11-256)
Масса стали сердечника ротора (кг)		(11-257)
Суммарная масса активной стали статора и ротора (кг)		(11-258)
Масса меди обмотки статора (кг)		(11-259)
Масса меди обмотки возбуждения (кг)	—по (11-156)
Масса меди демпферной (пусковой) обмотки (кг)		(11-260)
Суммарная масса меди (кг)		(11-261)
Суммарная масса изоляции (кг): при В при В		(11-262)
		(11-263)
Масса конструкционных материалов (кг)		(11-264)
Масса машины (кг)		(11-265)

При D_н1 <520 мм следует принимать А=1,25 и В = -300; при D_н1≥520мм А=0,32 и В=400; =0,8 при традиционной и=0,7 при гребенчатой конструкции полюсных наконечников;С_п=2 —количество перемычек демпферной обмотки на 1 пару полюсов.

Важным параметром синхронной машины является динамический момент инерции ротора . Требования копределяются назначением и условиями работы синхронной машины. В машинах, предназначенных для работы в дизель-генераторных установках с широким изменением нагрузки, желательно иметь повышенный динамический момент инерции ротора, а в двигателях, предназначенных для работы в условиях частых пусков, динамический момент инерции ротора должен быть минимальным.

При расчете динамического момента инерции ротор синхронной машины разделяют на основные элементы и для каждого из них определяют значение . Расчет выполняют так:

Радиус инерции полюсов с катушками (м)		(11-266)
Динамический момент инерции полюсов с катушками (кг/м^2)		(11-267)
Динамический момент инерции сердечника ротора (кг/м^2)		(11-268)
Масса вала (кг)		(11-269)
Динамический момент инерции вала (кг∙м^2)		(11-270)
Суммарный динамический момент инерции ротора (кг∙м^2)		(11-271)

Здесь с — коэффициент (для машин с демпферной обмоткой с=0,85; без демпферной обмотки с = 0,96).

Для сравнения основных технических показателей спроектированных машин с показателями аналогичных отечественных машин можно воспользоваться данными, приведенными в каталогах.

Кроме того, может быть произведена общая оценка технического уровня спроектированных машин по обобщенному показателю Э, который рассчитывают в соответствии с материалами гл. 7.