Читальный зал -->  Цилиндрические электромагнитные экраны 

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 [ 40 ] 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64

Рис. 6.2. Определение поля обмоток в бесконечно длинной машине с беспазовыми обмотками [6.3]

жающего толя, обусловленного действием стальных поверхностей (так называемая цилиндрическая гармоническая функция).

В пространстве ротора / (0 г?!) при г->-0 потенциал 11=500, т. е. Z) =0, откуда

A=-ln/? + ,x,5]Vcos 4>;

(6.3а)

в зазоре 2 {RirRz) имеет применение общее выражение

Jgln/? + 5](C ,r + D ,r-)X

Xcosn<p; (6.36)

в пространстве статора 3 (R3r<. <оо) при г->-оо потенциал Ацф фоо, Сп=0, откуда

Л, = -gi In /? + D r- cos nf.

(б.Зв)

Векторный потенциал обмотки с произвольным сечением и плотностью тока является суперпозицией векторных потенциалов от элементарных токов (рис. 6.2)

di = Jda = i---dBdc. (6.4)

Векторные потенциалы в точках P{r, ф) отдельных пространств /, 2, 3 от элементарного тока (6.4) принимают вид [6.3]

2na(Ca2 Ci2)

+1. J]C ,r cos (<p-P); сгЛ, = -In Rdc +

+ f.5](C ar + }(6.5)

4-D ,r-)cos/z(<p-p); d, =-- In RdMc +

+ \,D ,r- cos/z(<p-p),

причем

R=yr + c-2cr cos (<p - p). (6.6)

Постоянные C i, C 2, Dn2, Dn3

определяются из граничных условий для тангенциальных составляющих напряженности поля Яф и нормальных составляющих индукции

н <р1(г=/?.) = н <р2{г=й,);

Вг1(г=Л,) = 5г2(г=Л,); Br2(r-Ri) - Br3(T=R,)-

(6.7)

Векторные потенциалы Ai, Аг, Аз получаются в результате интегрирования (6.5) по всем сечениям всех обмоток, размещенных в зазоре. Составляющие индукции в зазоре находятся по определению векторного потенциала B=rotA

Ог2 =---, 0*2 -

г d<f

(6.8) 127

Собственная L и взаимная Ми индуктивности обмоток находятся из уравнения энергии магнитного поля

W=4.i W =4.Mm (6.9) и уравнения энергии, рассчитанной по плотности мощности поля [1.3] в объеме V,

(6.10)

откуда

AJdV;

Ilia

AJdV.

(6.11)

Из приведенных выражений следует, что интегрирование достаточно проводить исключительно по сечениям с током плотностью /. В [6.3] приводится обширный анализ поля и параметров беспазовой синхронной машины со сверхпроводящей обмоткой возбуждения.

6.3. ПРОБЛЕМА ТОРЦОВОЙ ЗОНЫ РОТОРА

6.3.1. Поле торцовой зоны. В массивном роторе, особенно на его концах, возникают отрицательные граничные явления, которые обусловлены двумя основными причинами:

вытеснением поля Вг(у) к лобовым соединениям ротора (рис. 6.3) вследствие реакции токов, индуктированных в роторе обратно вращающимся полем (несимметричная нагрузка турбогенератора) или прямым полем (асинхронный режим);

действием поля рассеяния лобовых частей обмоток статора и ротора.

При несимметричной нагрузке в случае увеличения токовой нагрузки статора А значение торцовых потерь зависит от отношения А/6р. Поэтому для сохранения той же допустимой кратности токов обратной последовательности при увеличении номинальной мощности турбогенератора необходимо соответствующее увеличение воздушного зазора бр. J28

Рис. 6.3. Вытеснение поля в зазоре к торцам массивного ротора при различных скольжениях s (по [5.3]); шаг по оси у, см. остальные размеры - в мм)

При синхронной работе и симметричной нагрузке проявляется практически только второе явление, которое может быть причиной значительных добавочных потерь мощности (по [6.23] эти потери достигают 2,2 МВт в генераторе 1200 МВт, т. е. 16% общих потерь).

Общие добавочные потери (выраженные в ваттах) в торцовых частях турбогенераторов можно оценить по эмпирическому выражению [6.2]

(6.12)

где А - линейная нагрузка статора; D -внутренний диаметр статора.

Благодаря применению интенсивного охлаждения в последнее десятилетие мощность турбогенераторов достигла 1200 МВт при относительно небольшом (20-30%) увеличении диаметра D и двух-трехкратном увеличении линейной нагрузки-1300-1800 А/см в турбогенераторе 300 МВт; 2200- 2800 А/см в машине 1200 МВт и

	Cf. f f f / f <
lllll

Рис. 6.4. Влияние экранов иа поле в торцовом зоне турбогенератора;

/дископой магнитный экран иа лобовой поверхности сердочппка; С - э.кктром.-и-нитт.п! экран; U - цилиндрический магнитный экран на поверхности лоПоиых со-дишпиП

2900-3400 А/см в проектируемой машине мощностью 2000 МВт [6.10]. Это вызывает резкое увеличение полей рассеяния на торцах машины и сопровождается увеличением добавочных потерь и локальных превышений температуры.

Точный аналитический расчет этих явлений не всегда возможен. Поэтому решение часто получают при помощи различных методов моделирования [6.21] и с привлечением опыта эксплуатации. На основе приближенного качественного анализа отрицательные явления, например локальные превышения температуры, исключаются или ослабляются путем соответствующего выбора конструкции, применением экранов и т. п. (рис. 6.4). При этом следует помнить, что проводящие электромагнитные экраны вытесняют потоки рассеяния из зоны их размещения и могут приводить к их усилению на прилегающих к экрану стальных поверхностях (рис. 6.4,6).

Правильным подбором магнитных шунтов можно осуществить формирование поля рассеяния (рис. 6.4,в) [6.7]. С точки зрения большой неравномерности рашределе-ния поля в торцовой зоне каждое изменение в конструкции должно предусматривать отдельное исследование распределения поля (рис. 6.5) [6.15].

в.3<2. Упрощенная расчетная модель зоны лобовых частей статора при симметричной нагрузке. Получение приближенных аналитических выражений возможно только при

0,7 0,8 0,9 1,0

cos (р Перевозбуждение

0,9 0,8 cos (р Недовозбуждениа

Рис. 6.5. Прирост температуры торцов сердечника якоря в зависимости от возбуждении и материала бандажного кольца ротора турбогенератора 60 МВт, 11,8 кВ; со8<рдг = 0,8; 3670 А; 3000 об/мин

/ - магнитная нажимная плита и немагнитные нажинные пальцы

весьма больших упрощениях - от первой ступени идеализации торцовой зоны турбогенератора с бесконечно тонкими лобовыми соединениями (рис. 6.6) до простейших расчетных моделей, в которых бесконечно тонкие лобовые соединения с двумерным распределением линейной нагрузки А (д:, у) располагаются между двумя металлическими полупространствами с различными свойствами (рис. 6.7).

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 [ 40 ] 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64

ООО «Мягкий Дом» - это Отечественный производитель мебели. Наша профильная продукция - это диваны еврокнижка. Каждый диван можем изготовить в соответствии с Вашими пожеланияи (размер, ткань и материал). Осуществляем бесплатную доставку и сборку.



Звоните! Ежедневно!
 (926)274-88-54 
Продажа и изготовление мебели.

Копирование контента сайта запрещено.
Авторские права защищаются адвокатской коллегией г. Москвы.