Определение параметров и постоянных времени обмоток

Параметрами машины называют активные и индуктивные сопротивления обмоток. В п. 9 определены некоторые параметры обмотки статора. Ниже приведены формулы для определения параметров роторных и статорных обмоток, необходимых для расчетов переходных и несимметричных режимов работы машины. Рассчитанные значения параметров получаются в относительных единицах, причем параметры цепей ротора приведены к числу витков обмотки статора.

Индуктивное сопротивление обмотки возбуждения

где l'_m – расчетная длина сердечника полюса, м; F_δои Ф_δ – магнитное напряжение воздушного зазора и поток при E=U_нф; , причем λ_m_l, λ_p_l и λ_m_в определяют по приведенным в п. 7 формулам.

Индуктивное сопротивление рассеяния обмотки возбуждения

Индуктивное сопротивление рассеяния демпферной (успокоительной) обмотки по продольной оси

по поперечной оси

Здесь l_р – длина полюсного наконечника, м; F_a_н – МДС статора при номинальном токе; N_c – число стержней на полюс; λ_в– коэффициент проводимости пазового рассеяния, при круглых полуоткрытых пазах демпферной обмотки (рис. 12.1)

– коэффициент приводимости дифференциального рассеяния;

– коэффициенты проводимости короткозамыкающих колец соответственно по продольной и поперечной осям; c_d, c_q – коэффициенты приведения, которые находят по рис. 12.2;

– коэффициент распределения демпферной обмотки.

Рис. 12.1

Приведенные выше формулы для расчёта получены для равномерного распределения стержней на полюсном наконечнике и полной (продольно-поперечной) демпферной обмотки. При неполной (продольной) демпферной обмотке x_kd_* определяют по приведенной выше формуле, а

Индуктивное сопротивление нулевой последовательности для двухслойных обмоток

где β=y₁/3q₁ – укорочение шага обмотка статора; k_y – коэффициент укорочения шага обмотки статора для первой гармоники; h_п1,b_п1 – высота и ширина паза статора; h₁ – высота верхней части паза, не занятой медью (см. рис. 9.2); q₁ – число пазов на полюс и фазу.

Переходные индуктивные сопротивления обмотки статора:

– по продольной оси

– по поперечной оси

Сверхпереходные индуктивные сопротивления обмотки статора:

– по продольной оси

– по поперечной оси

Индуктивные сопротивления обмотки статора обратной последовательности:

– при работе машины на большое внешнее индуктивное сопротивление

– при работе машины на малое внешнее сопротивление (при коротком замыкании)

Активное сопротивление обмотки возбуждения при θ = 75 °С

Активное сопротивление демпферной обмотки при θ = 75 °С:

– по продольной оси

– по поперечной оси

где c_с и c_кз – отношения удельных сопротивлений материала стержня и кольца к удельному сопротивлению меди (для меди эти коэффициенты равны 1, для латуни – 4, для фосфористой бронзы – 6,5).

Постоянной времени называют отношение индуктивности обмотки к ее активному сопротивлению. От постоянной времени зависит продолжительность протекания соответствующих переходных процессов в синхронной машине.

Постоянная времени обмотки возбуждения при разомкнутых обмотках статора и демпферной, с,

где – индуктивность обмотки возбуждения.

Постоянная времени обмотки возбуждения при замкнутой обмотке статора, с,

Постоянные времени демпферной обмотки при разомкнутых обмотках статора и возбуждения:

– по продольной оси

– по поперечной оси

Рис. 12.2

Постоянные времени демпферной обмотки:

– по продольной оси при замкнутой накоротко обмотке возбуждения и разомкнутой обмотке статора

– по продольной оси при замкнутых накоротко обмотке возбуждения и обмотке статора

– по поперечной оси при замкнутой накоротко обмотке статора

Постоянная времени обмотки статора при (закороченных) короткозамкнутых обмотках ротора

Пределы изменения параметров и постоянных времени для реальных современных синхронных машин общего назначения приведены соответственно в табл. 12.1 и 12.2.

Таблица 12.1

x_σ*	r_1*	x_d_*	x_q_*	x'_d_*	x״_d_*	x״_q_*	x_2*	x_0*
0,1–0,2	0,008–0,02	1–2,4	0,6–1,6	0,2–0,6	0,15–0,3	0,15–0,4	0,15–0,35	0,02–0,2

Таблица 12.2

Т_d_o, c	Т'_d, с	Т″_kd_в, с	Т_а, с
2–10	0,8–205	0,01–0,08	0,03–0,35

13. Расчёт массы активных материалов

Для оценки массо-габаритных параметров спроектированной машины, расчета потерь и т.п. необходимо определить массу активных материалов. В дальнейшем, если прорабатывается конструкция, определяют массу конструкционных материалов, а затем и массу всей машины.

Масса зубцов статора, кг,