Масса активных материалов

Масса стали статора:

масса ярма статора:

G_C=S_C*l_C*2*p*j_C; (6.1).

где плотность стали j_C=7650 кг/м³;

площадь сечения ярма статора:

S_C=h_C*l_CT1*k_C=0.258*1.845*0.93=0.44 м² (6.2).

G_C=0.44*1.945*2*1*7650=13 093.74 кг.

Масса стали зубцов статора:

G_Z=z₁*b_Zср*h_П1*l_CT1* k_C *j_C; (6.3).

где ширина зубца статора в среднем сечении:

GZ=36*0.047*0.1289*1.845*0.93*7650=2862.8 кг.

Масса стали ротора:

(6.5).

Удельный расход стали:

где G_C1=G_Z+G_C=2862.8+13 093=15955.8 кг. (6.6).

Масса меди обмотки статора:

G_M1=j_M* l_cp1*w₁*m₁* S₁; (6.7).

где плотность меди j_M=8900 кг/м³

l_cp1=2(l₁+ l_Л1)=2(2.245+0.3956)=5.2812 м.; (6.8).

G_M1=8900*5.2812*24*3*287.5*10^-6=972.96 кг.

Масса меди обмотки возбуждения:

G_M2=j_M* l_B2*2w₂* S_B=8900*2*77*5.337*89.1*10^-6=651.8 кг; (6.9).

Удельный расход меди:

(6.10).

Потери и КПД

Основные потери в стали:

P_C=P_CC+P_CZ; (7.1).

где потери в стали ярма статора P_CС=k_Д*р_CC*G_C*10^-3; (7.2).

здесь k_Д — коэффициент, учитывающий дефекты при обработке и неравномерность распределения индукции в ярме:

при Р>250 кВт k_Д1.3;

р_CC= р_10/50*B_C²; (7.3).

где р_10/50 — удельные потери в стали, для стали 2013 с толщиной листа 0.5 мм. (материал ярма статора) по таблице 2.2 с. 20 [1] находим :

р_10/50=1.4 Вт/кг; B_C=1.5 Тл.

р_CC=1.4*(1.5)²=3.15 Вт/кг;

P_CC=1.3*3.15*13 093.74*10^-3 =53.62 кВт Потери в стали зубцов статора:

P_CZ=k_ДZ*р_CZ*G_Z*10^-3; (7.4).

здесь: k_ДZ1.7 при Р>250 кВт р_CZ=р_10/50*B_Zср²; (7.5).

где индукция в среднем сечении зубца:

(7.6).

р_CZ=1.4*(1.22)²=2.08 Вт/кг;

P_CZ=1.7*2.8*2862.8*10^-3=13.63 кВт;

P_C=53.62+13.63=67.25 кВт;

Добавочные потери холостого хода в стали статора.

Эти потери состоят из поверхностных и пульсационных, а также из потерь, обусловленных высшими гармониками кривой поля:

Ориентировочно их можно принять:

P_доб0.1(P_CС+P_CZ)=6.725 кВт; (7.7).

Механические потери:

Потери в подшипниках:

(7.8).

где l_Ц и d_Ц длина и диаметр цапфы.

(7.9).

l_Ц=(1.01.2) d_Ц; (7.10).

Принимаем:

l_Ц=1.1d_Ц=1.1*0.147=0.161 м;

Потери на вентиляцию:

P_B=P_тр'+P_тр''+P_B'; (7.11).

здесь потери от трения воздуха о бочку гладкого ротора и внутреннюю поверхность статора:

P_тр'=57.3(Д')⁴*l₂=57.3(0.704)²*2.37=33.4 кВт; (7.12).

потери от трения воздуха о поверхности двух кольцевых бандажей:

P_тр''=57.3(Д_K1)⁴*l_K; (7.13).

где Д_K1 и l_K — внешний диаметр и длина бандажа:

Д_K2 Д'-2(h_K2+_ИК+_И); (7.14).

здесь: _ИК — толщина прокладки под клин; _ИК =(0.650.85)*10^-2 м;

Принимаем _ИК =0.007 м.;

толщина подбандажной изоляции:

_И=(0.450.6)*10^-2 м; Принимаем _И=0.005 м;

Д_K2=0.704−2(0.022+0.005+0.007)=0.636 м.;

Д_K1= Д_K2+2h; (7.15).

где толщина кольцевого бандажа:

h=0.027 м.; (см. рис. 14.35 с. 536 [1]).

Д_K1=0.636+2*0.027=0.69 м;

(7.16).

P_тр''=57.3*(0.69)⁴*0.0996=1.3 кВт;

Потери на вентиляцию:

(7.17).

здесь V — кол-во газа, циркулирующего в машине.

Ориентировочно принимаем V=0.2 м²/c;

H — напор, создаваемый вентилятором. При воздушном охлаждении H200350 мм.вод.ст. Принимаем H=250 мм.вод.ст.

КПД осевого вентилятора: _Э=0.5;

P_B=33.4+1.3+0.98=35.68 кВт;

Основные электрические потери:

Потери в обмотке статора:

P_M1=m*I_H²*_{a (75)}*10^-3=m*I_H²*_{a (75)*}*10^-3U_H/I_H= m*I_H*_{a (75)*}*10^-3U_H=.

=3*6062*690*0.0011*10^-3=13.8 кВт; (7.18).

Добавочные потери при нагрузке, возникающие в обмотках якоря и стали; ориентировочно принимаем:

Pдоб0.005PH=50 кВт; (см. с. 151 [1]).

Потери на возбуждение, с учётом потерь в возбудителе:

(7.19).

где КПД возбудителя: _B=0.750.9; Принимаем _B=0.85;

Общие потери при номинальной нагрузке:

P=P_C+P_ДОБ+P_П+P_B+P_M1+P_ВОЗБ+P_ДОБ=67.25+6.725+10.1+35.68+13.77+83.8+50=267.4 кВт (7.20).

КПД при номинальной нагрузке:

(7.21).

Превышения температуры в статоре:

Превышения температуры внешней поверхности статора над температурой охлаждающего воздуха:

(7.22).

где удельный тепловой поток на внутренней поверхности статора:

(7.23).

=80 Вт/(м²*С);

Превышения температуры внешней поверхности лобовых частей над температурой охлаждающего воздуха:

(7.24).

здесь =6.6 Вт/(м²*С);

удельный тепловой поток на поверхности лобовых частей:

(7.25).

Среднее превышение температуры обмотки статора:

(7.26).