Превышение температуры обмотки статора

Удельный тепловой поток на 1 м² внутренней поверхности статора:

(133).

Превышение температуры внешней поверхности статора над температурой охлаждающего воздуха:

(134).

Плотность теплового потока с внешней поверхности лобовых частей:

(135).

Удельная проводимость меди при 75⁰С = 46•10⁶ См/м; периметр паза (без учета клина) по рисунку 7−43 [2] П₁ =0,18 м.

Превышение температуры внешней поверхности лобовых частей обмотки статора над температурой охлаждающего воздуха:

(136).

Перепад температуры в пазовой изоляции обмотки статора:

Среднее превышение температуры обмотки статора:

(137).

ХАРАКТЕРИСТИКИ ГЕНЕРАТОРА

Характеристики генератора при автономной работе рассчитываются и строятся на основании диаграммы Потье. Характеристики: внешняя, регулировочная, нагрузочная, а так же характеристики короткого замыкания и холостого хода строятся в о.е., но могут быть рассчитаны и построены в именованных единицах.

Характеристика холостого хода — это кривая намагничивания машины, т. е. зависимость напряжения от тока возбуждения при токе статора, равном нулю (Е=f (I_в) при I₁=0).

Она определяется по результатам расчета магнитной цепи машины для значений напряжения от 0 до 1,5 номинального значения. В настоящем расчете для упрощения в качестве кривой намагничивания принята нормальная ХХХ синхронной машины, а расчет магнитной цепи выполнен только для номинальной точки. ХХХ приведена на диаграмме Потье и на рисунке 2.

Характеристика короткого замыкания — это зависимость тока якоря от тока возбуждения при замкнутой накоротко обмотке якоря (симметричное трехфазное КЗ), напряжении, равном 0, при постоянной номинальной частоте вращения I_a=f (I_В), U=0, n=const. В режиме короткого замыкания магнитная система генератора не насыщена вследствие и индуктивного характера тока и размагничивающей реакции якоря. Характеристика представляет собой прямую линию, проходящую через начало координат и точку с координатами:

.

Индукционная нагрузочная характеристика (ИНХ) представляет собой зависимость. Вид характеристики определяется характером нагрузки генератора. Так как, нагрузка чисто индуктивная, то нагрузочная характеристика проходит ниже характеристики х.х., что объясняется размагничивающим действием реакции якоря и падением напряжения в обмотке статора. Для построения ИНХ вначале в одной системе координат строятся ХХХ и ХКЗ и по ним строится реактивный треугольник:

• — на оси напряжений откладывается значение ЭДС рассеяния, равная падению напряжения в индуктивном сопротивлении рассеяния, определенное из диаграммы Потье, и по ХХХ находится положение вершины реактивного треугольника А, которой соответствует МДС возбуждения .
• — по оси ординат откладывается ток I_1Н*=1 и по ХКЗ определяется положение вершины реактивного треугольника С и МДС возбуждения, равная отрезку ВС, которой в режиме короткого замыкания соответствует номинальный ток якоря и которая представляет собой МДС реакции якоря .
• — нагрузочная характеристика строится перемещением реактивного треугольника АВС параллельно самому себе при скольжении вершины, А вдоль ХХХ. Вершина С при этом проводит ИНХ (рисунок 2).

Внешняя характеристика генератора представляет собой зависимость напряжения генератора от его тока нагрузки при постоянном номинальном коэффициенте мощности и постоянном номинальном токе возбуждения. Упрощенная внешняя характеристика может быть построена по двум точкам с координатами, определяемыми по диаграмме Потье:

При индуктивной нагрузке реакция якоря носит размагничивающий характер, поэтому напряжение с увеличением тока статора I₁ уменьшается. При емкостной нагрузке реакция якоря носит намагничивающий характер, поэтому с увеличением тока якоря напряжение увеличивается. Вид характеристики определяется характером нагрузки генератора (рисунок 3).

Регулировочная характеристика генератора представляет собой зависимость МДС или тока возбуждения от тока якоря при постоянном номинальном напряжении якоря, постоянной номинальной частоте вращения и коэффициенте мощности I_В = f (I₁) при U = const, n = const, cosц = const. Она показывает, как необходимо регулировать ток возбуждения, чтобы при изменении тока нагрузки от 0 до номинального напряжение оставалось постоянным и равным номинальному. Вид характеристики определяется характером нагрузки генератора (рисунок 3). Для упрощения характеристику на основании диаграммы Потье можно построить по двум точкам:

;