Банк рефератов содержит более 364 тысяч рефератов, курсовых и дипломных работ, шпаргалок и докладов по различным дисциплинам: истории, психологии, экономике, менеджменту, философии, праву, экологии. А также изложения, сочинения по литературе, отчеты по практике, топики по английскому.
Полнотекстовый поиск
Всего работ:
364150
Теги названий
Разделы
Авиация и космонавтика (304)
Административное право (123)
Арбитражный процесс (23)
Архитектура (113)
Астрология (4)
Астрономия (4814)
Банковское дело (5227)
Безопасность жизнедеятельности (2616)
Биографии (3423)
Биология (4214)
Биология и химия (1518)
Биржевое дело (68)
Ботаника и сельское хоз-во (2836)
Бухгалтерский учет и аудит (8269)
Валютные отношения (50)
Ветеринария (50)
Военная кафедра (762)
ГДЗ (2)
География (5275)
Геодезия (30)
Геология (1222)
Геополитика (43)
Государство и право (20403)
Гражданское право и процесс (465)
Делопроизводство (19)
Деньги и кредит (108)
ЕГЭ (173)
Естествознание (96)
Журналистика (899)
ЗНО (54)
Зоология (34)
Издательское дело и полиграфия (476)
Инвестиции (106)
Иностранный язык (62792)
Информатика (3562)
Информатика, программирование (6444)
Исторические личности (2165)
История (21320)
История техники (766)
Кибернетика (64)
Коммуникации и связь (3145)
Компьютерные науки (60)
Косметология (17)
Краеведение и этнография (588)
Краткое содержание произведений (1000)
Криминалистика (106)
Криминология (48)
Криптология (3)
Кулинария (1167)
Культура и искусство (8485)
Культурология (537)
Литература : зарубежная (2044)
Литература и русский язык (11657)
Логика (532)
Логистика (21)
Маркетинг (7985)
Математика (3721)
Медицина, здоровье (10549)
Медицинские науки (88)
Международное публичное право (58)
Международное частное право (36)
Международные отношения (2257)
Менеджмент (12491)
Металлургия (91)
Москвоведение (797)
Музыка (1338)
Муниципальное право (24)
Налоги, налогообложение (214)
Наука и техника (1141)
Начертательная геометрия (3)
Оккультизм и уфология (8)
Остальные рефераты (21697)
Педагогика (7850)
Политология (3801)
Право (682)
Право, юриспруденция (2881)
Предпринимательство (475)
Прикладные науки (1)
Промышленность, производство (7100)
Психология (8694)
психология, педагогика (4121)
Радиоэлектроника (443)
Реклама (952)
Религия и мифология (2967)
Риторика (23)
Сексология (748)
Социология (4876)
Статистика (95)
Страхование (107)
Строительные науки (7)
Строительство (2004)
Схемотехника (15)
Таможенная система (663)
Теория государства и права (240)
Теория организации (39)
Теплотехника (25)
Технология (624)
Товароведение (16)
Транспорт (2652)
Трудовое право (136)
Туризм (90)
Уголовное право и процесс (406)
Управление (95)
Управленческие науки (24)
Физика (3463)
Физкультура и спорт (4482)
Философия (7216)
Финансовые науки (4592)
Финансы (5386)
Фотография (3)
Химия (2244)
Хозяйственное право (23)
Цифровые устройства (29)
Экологическое право (35)
Экология (4517)
Экономика (20645)
Экономико-математическое моделирование (666)
Экономическая география (119)
Экономическая теория (2573)
Этика (889)
Юриспруденция (288)
Языковедение (148)
Языкознание, филология (1140)

Курсовая работа: Расчёт турбогенератора

Название: Расчёт турбогенератора
Раздел: Рефераты по физике
Тип: курсовая работа Добавлен 13:46:43 11 января 2011 Похожие работы
Просмотров: 952 Комментариев: 2 Оценило: 0 человек Средний балл: 0 Оценка: неизвестно     Скачать

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

Задание

I. Выбор основных размеров и обмоточных данных турбогенератора

1.1 Основные размеры и электромагнитные нагрузки

1.2 Проектирование обмотки статора

1.3 Немагнитный зазор

II. Основные размеры и обмоточные данные ротора

2.1 Основные размеры зубцово-пазовой зоны

Расчёт обмотки ротора

III.Электромагнитный расчёт турбогенератора

3.1 Расчёт характеристики холостого хода

3.2 Намагничивающая сила и ток обмотки возбуждения при номинальной нагрузке

3.3 Построение регулировочной характеристики

3.4 Параметры и постоянные времени турбогенератора

Заключение

Список использованных источников


ВВЕДЕНИЕ


Задание

Спроектировать турбогенератор серии ТВ с косвенной водородной системой охлаждения обмоток статора и ротора и с непосредственным водородным охлаждением сердечника статора.

Номинальное линейное напряжение турбогенератора UH Л = 10500В, синхронная частота вращения п1 = 3000 об/мин; номинальная мощность РН = 30 МВт; коэффициент мощности в номинальном режиме cos н = 0,8 ; перегрузочная способность S = 1,8.


I. Выбор основных размеров и обмоточных данных турбогенератора

1.1 Основные размеры и электромагнитные нагрузки

Номинальное фазное напряжение турбогенератора:

(1.1)

Номинальный ток турбогенератора:

(1.2)

Полная номинальная мощность:

(1.3)

Число пар полюсов турбогенератора:

(1.4)

Круговая частота вращения ротора турбогенератора

(1.5)

Выбираем размер D1 – внутренний диаметр статора, имеющего косвенное водородное охлаждение рис.1.

Для этого выберем предварительное значение коэффициента kE = 1,09 и определим электромагнитную мощность турбогенератора:

(1.6)

Принимаем значение внутреннего диаметра статора D1 = 0,9м

Теперь определим длину статора l1 для этого найдём значения коэффициентов.

Коэффициент полюсного перекрытия и коэффициент формы поля kB :

(1.7)

Относительный шаг обмотки турбогенератора выбираем равным 

Которому соответствует предварительное значение обмоточного коэффициента

k об =0,92

Предварительно выбираем максимальную индукцию магнитного поля B 8Тл и линейную нагрузку статора А1 = 11 х 104 А/м в зависимости от размера D1

(1.8)


При непосредственном водородном охлаждении ширину пакетов bn выбирают - 0,05 м, а ширину вентиляционных каналов bK =0,005м

Число вентиляционных каналов равно:

(1.9)

Число пакетов статора

(1.10)

Действительная длина статора:

(1.11)

1.2 Проектирование обмотки статора

В проектируемом турбогенераторе применим двухслойную стержневую обмотку с числом катушечных групп на фазу равным числу полюсов, с двумя эффективными проводниками на паз u n 1 =2, с прямоугольными пазами и лобовыми частями корзиночного типа.

Полюсное деление статора равно:

(1.12)

Предварительное значение магнитного потока в зазоре:

(1.13)


Число последовательно соединённых витков фазы обмотки статора:

(1.14)

Число последовательных витков стержневой обмотки c двумя эффективными проводниками на паз un 1 =2, с одинаковыми катушками должно удовлетворять равенству:

(1.15)

Где q 1 – число пазов на полюс и фазу принимаем q 1 =12

а1 =1 число параллельных ветвей

При этом число пазов равно:

Z1 = 2 pm 1 q 1 = 2*3*12 = 72 (1.16)

Зубцовый шаг статора при косвенном охлаждении обмотки должен находится в пределах t 1 = 0,03..0,07м и равен:

(1.17)

Полный пазовый ток равен:

(1.18)

и находится в рекомендуемых пределах In 1 <=(2,5..6,5)103 A расчётные

Оптимальная ширина паза определяется из соотношения (b n 1 / t 1 )опт =0,5 практически рекомендуется принимать ширину паза:

b n 1 = t 1 (0,35..0,45)

принимаем b n 1 = 0,039*0,45=0,018м

Ширина зубца в узком месте:

b Z 1 = t 1 bn 1 =0,039-0,018=0,021м (1.19)

Полученная ширина в узком месте зубца должна удовлетворять ограничению:

(1.20)

условие выполняется

где В z 1 m - индукция в коронке зуба ( 1,7 Тл);

l c 1 =( l -пk bk ) kc =(1,81 – 32*0,005)*0.95 = 1,567м – длина чистой стали по оси статора;

k c =0,95 – коэффициент заполнения сталью пакетов статора.

Выбираем изоляцию паза по рис.3 (класс В), на котором толщина по ширине и высоте изоляции позициями обозначена так;

1) электрокартон на дне паза - 0,1 мм;

2) миканит гибкий под переходы – 0,4 мм;

3) бумага асбестовая – 0,5 мм;

4) микалента чёрная – 6 мм;

5) лента асбестовая – 1мм ; лаковое покрытие – 0,2 мм;

разбухание изоляции от пропитки по ширине – 0,3мм; по высоте 1мм;

6) прокладка между стержнями – 2,5мм;

7) прокладка под клином - 1мм.

Допуски на укладку по ширине – 0,3мм, по высоте – 0,2 мм.

Общая односторонняя толщина изоляции на паз по ширине – 4,2мм, по высоте – 10 мм.

Определим предварительную ширину проводника обмотки статора:

(1.21)

По ширине проводника принимаем плотность тока в обмотке статора равной

j1 = 5,5 x 106 A/м2

Длина лобовой части полувитка на данном этапе проектирования:

l лоб =1,7(2 U нл / 105 +  ) = 1,7(2*10500/105 +0,83*1,413) = 2,35м (1.22)

Длина витка обмотки статора:

(1.23)

Определим предварительное сечение эффективного проводника обмотки статора:

(1.24)

Высоту элементарного проводника выбираем стандартной ам1 = 3мм, bм1 =5мм, расчётное сечение S c = 14,45 мм2

Число элементарных проводников в одном эффективном равно:


пэл =S1 / Sc = 375 / 14,45 = 26 (1.25)

Из рис.4. определяем окончательные размеры: b n 1 =20мм , hn 1 = 149мм.

Высота клина равна ширине паза nк = 0.98b n 1 = 15мм

hn 1 / b n 1 = 149/20=7,45 – удовлетворяет требованию (6..8,5)

h 11 = 110 мм; h 4 = 30мм

Определим высоту спинки статора:

(1.26)

где B a 1 =1,6 Тл – желаемая максимальная индукция магнитного поля в ярме статора.

Внешний диаметр пакета статора:

Da = D 1 +2( hn 1 + ha 1 ) = 0,9+2(0,149+0,259) =1,72 м. (1.27)

1.3 Немагнитный зазор

Относительное значение индуктивного сопротивления пазового рассеяния:

(1.28)

где   Вб*м) – магнитная проницаемость вакуума;

k  коэффициент, учитывающий уменьшение пазового расстояния.

Амплитуда н.с. статора на полюс:

(1.29)

Магнитный поток при холостом ходе

(1.30)

Относительное сопротивление лобового рассеяния:

(1.31)

Индуктивное сопротивление рассеяния обмотки статора в относительных единицах:

(1.32)

Индуктивное сопротивление Потье в о.е.

(1.33)

Синхронное индуктивное сопротивление взаимоиндукции хаd * = 2,0

Рассчитаем величину воздушного зазора:


(1.34)

kd = 1,2 - коэффициент воздушного зазора

Рассчитанное значение воздушного зазора турбогенератора примерно на 5 мм больше ориентировочной величины.


II. Основные размеры и обмоточные данные ротора

2.1 Основные размеры зубцово-пазовой зоны

Внешний диаметр ротора:

D2 = D 1 – 2 d = 0,9 – 2*0,042=0,816 м (2.1)

Активную длину ротора выбираем равную :

l 2 = l  0,09 = 1,81+ 0,09 = 1,9 м (2.2)

Зададимся числом фактических пазов ротора во всей окружности:

Z0 = 28

Для получения оптимальной величины , обеспечивающей максимальное приближение распределения поля возбуждения к синусоидальному выбираем значение Z2 = 20 , тогда

g = Z 2 / Z 0 = 20 / 28 = 0,71

j (g) = 5,5

Относительная высота паза ротора b2 = 0,1 8;

Рассчитаем предварительную высоту паза ротора:

hn 2 = b2 D 2 = 0,18*0,816 = 0,147м (2.3)

Относительная площадь фиктивного числа пазов ротора S0 = 0,36

Предварительную ширину паза определим по формуле:

(2.4)

2.2 Расчёт обмотки ротора

Общий вид и размеры изоляции приведены ниже.

Ширина проводника обмотки ротора

b 2 = bn 2 2 d  = 46 – 2*2=42мм (2.5)

По сортаменту подбираем провод стандартных размеров – b2 = 35мм .

Следовательно, ширина паза будет меньше b п2 =40мм.

Напряжение возбуждения турбогенератора выбираем в соответствии с

РН , uf = 210 B

Средняя длина витка обмотки возбуждения

lfcc = 2 ( l 2 + l Л2 ) = 2(1,9+1,1) = 6 м (2.6)

где предварительно

lЛ2 =1,35D2 = 1,35*0,816 = 1,1м (2.7)

Обмоточный коэффициент обмотки ротора:

(2.8)

Коэффициент приведения н.с. обмотки якоря к обмотке возбуждения:

(2.9)

Н.с. обмотки ротора при симметричном К.З. обмотки статора

(2.10)

При заданной статической перегружаемости S и номинальном коэффициенте мощности н.с. обмотки ротора

F f н = F fk = 67149*0,8 = 53719A (2.11)

Высота проводника ротора:

(2.12)

Выбираем стандартную высоту проводника а2 = 4,4мм, площадь сечения которого S 2 = 153мм2

hk 2 =0,04 м высоту клина выбираем равной ширине паза.

Число эффективных проводников в пазу ротора

(2.13)

D = 0,0015м – толщина пазовой изоляции ротора

Из технологических соображений ширина зубца в узком месте должна быть не менее 0,0135м , проверим выполнение этого условия:

(2.14)

Условие выполняется.

Эскиз паза приведён на рис. 6, из которого окончательно установим размеры: hn 2 = 0,146м и bn 2 = 0,04м.


III .Электромагнитный расчёт турбогенератора

3.1 Расчёт характеристики холостого хода

Расчёт характеристики холостого хода проводится по основной пространственной гармонике поля в зазоре не один полюс.

Намагничивающая сила зазора равна:

(3.1)

где k d = k d1 k d2 k d p k d c k d p 2 = 1,047*1,037* 1,002* 1,018*1,014 = 1,123 коэффициент зазора (коэффициент Картера)

где коэффициент, учитывающий зубчатость статора,

(3.2)

Коэффициент, учитывающий пазы ротора при немагнитных клиньях и наличии больших зубцов по продольной оси,

(3.3)

где k q - коэффициент, учитывающий пазы ротора в области малых зубцов:

(3.4)

здесь t2 - зубцовый шаг ротора

(3.5)

Коэффициент, учитывающий пазы радиальные вентиляционные каналы статора

(3.6)

Коэффициент, учитывающий ступенчатость крайних пакетов статора

(3.7)

Коэффициент, учитывающий рифление бочки ротора при косвенном охлаждении обмотки возбуждения

(3.8)

где t p = 12мм; bp = 6 мм

Магнитный поток в зазоре, обусловленный основной гармоникой индукции в режиме холостого хода (при Е0 =U H )

(3.9)

Индукция в воздушном зазоре

(3.10)

Намагничивающая сила всей магнитной цепи машины с учётом насыщения стальных участков на х.х. обеспечивающая Е0 =U H

F f 0 = kmFd = 1,2 * 30042 =36050А (3.11)

где k =1,2 – для большинства турбогенераторов.

Таблица 2.

Величина

Ед

Значение

E 0 *

о.е.

0,58,

1,00

1,21

1,33

1,40

1,46

1,51

E0 =UH E 0 *

B

3516

6062

7335

8062

8487

8850

9154

Ф 0

Вб

0, 61

1,24

1,28

1,41

1,48

1,55

1,60

В

Тл

0, 38

0, 75

0,79

0,87

0,91

0,95

0,98

F

A

15630

30042

32493

35784

37429

39074

40308

Ff *

о . е.

0,5

1,0

1,5

2,0

2,5

3,0

3,5

Ff = Ff * Ff0

A

9378

36050

58487

85882

112287

140666

169294

Построим характеристику холостого хода рис.7 в относительных единицах,

Е*=f (F f *), точке Е*=1,0 соответствуют базовые величины параметров.


3.2 Намагничивающая сила и ток обмотки возбуждения при номинальной нагрузке

Н.с. обмотки статора, приведённая к обмотке возбуждения

(3.12)

Угол j = arccos (0,8) = 370 , a1 = 60 jxp * IH * =0,13

По характеристике х.х. рис.6 находим соответствующий ток возбуждения

i * fE = 1,2. Н.с. обмотки возбуждения на полюс при номинальной нагрузке i * f Н = 2,2. Т.к. н.с. возбуждения приведена к одному масштабу с током возбуждения, то

F* fH = i * fH

Действительная н.с. возбуждения

F fH = F* fH F f 0 = 2,2*36050 =79310А (3.13)

Номинальный ток возбуждения

if Н = 4 FfH / (Z2 un2 ) =4*79310 / (20*18) =881 A (3.14)

3.3 Построение регулировочной характеристики

Две точки регулировочной характеристики i * f = f ( I *) уже известны (1;0) и (2,2;1).

Для получения промежуточных точек зададимся значениями I * =0,3 и 0,8

Тогда jx * p I * = 0,6 и 0,15 , а i * f =1,2 и 2,0 характеристика приведена на рис.8.

Активное сопротивление обмотки возбуждения:

(3.15)

Число катушек на полюс

q 2 = Z 2 / 4 = 20/4 = 5 (3.16)

Уточнённое значение номинального напряжения возбуждения

(3.17)

Номинальная мощность возбудителя

Р fH = ufH * ifH = 138*881 =122 кВт

Выбираем возбудитель ВТ-450-3000

Номинальная мощность – 470 кВт

Номинальное напряжение – 280В

Номинальный ток – 1680А

Номинальный КПД – 91,5%.

3.4 Параметры и постоянные времени турбогенератора

Под параметрами понимаются активные и индуктивные сопротивления обмоток в симметричных и не симметричных установившихся и переходных режимах.

Активное сопротивление фазы обмотки статора при рабочей температуре:

(3.18)

здесь S 1 = n эл S c = 26*0,00001445 = 0,000375м2 – сечение эффективного проводника

Сопротивление фазы статора в относительных единицах

(3.19)

Индуктивное сопротивление реакции якоря по продольной оси

(3.20)

Индуктивное сопротивление реакции якоря по поперечной оси приближённо

(3.21)


Синхронные индуктивные сопротивления по продольной и поперечной осям

(3.22)

Сверхпереходное индуктивное сопротивление по продольной оси

(3.23)

Индуктивное сопротивление обратной последовательности

(3.24)

Индуктивное сопротивление нулевой последовательности (для )

(3.25)

Постоянная времени затухания апериодической составляющей тока внезапного короткого замыкания

При трёхфазном к.з.


(3.26)

При двухфазном к.з.

При однофазном к.з.

Статическая перегружаемость турбогенератора определяется по формуле:

(3.27)

где i * fK –ток возбуждения, обеспечивающий номинальный ток статора при трёхфазном к.з. Этот ток определяется по спрямлённой ненасыщенной характеристике рис.9 х.х. для Е*=I*н х* d = 0,7*2.27 = 1,6

Кратности установившихся токов к.з. (соответственно трёх-, двух- и однофазного) в о.е.

(3.28)

где =2,2

Ударный ток внезапного симметричного к.з. в о.е.

(3.29)


Заключение

В работе спроектирован турбогенератор с одной парой полюсов, с воздушным зазором 4,2 см, количество пазов ротора 20 и статора -72. Турбогенератор является неявнополюсной синхронной электромашиной и может быть использован на ТЭЦ и АЭС, а также в атомных энергоустановках ледоколов.


Список использованных источников

1. Пособие к курсовому и дипломному проектированию для электроэнергетических специальностей вузов, 2-е изд., перераб. и доп./ В.М.Блок, Г.К.Обушев, Л.Б.Паперно и др.; Под ред. В.М.Блок.- М: Высш.шк.,1990г.-383с.

2. Электротехнический справочник: В 3 т.Т.3.2кн. кн.1.Производство и распределение электрической энергии (Под общ.ред.профессоров МЭИ: И.Н.Орлова (гл. ред.) и др.) 7-е изд., испр. и доп. - М: Энергоатомиздат ,1988г.-880с.

3. Макаричев Ю.А. Проектирование турбогенераторов: Учебное пособие.- Самара: СамГТУ, 2000 – 69с.

4. Вольдек А.И. Электрические машины .-Л:Энергия, 1974г. – 840с.

Оценить/Добавить комментарий
Имя
Оценка
Комментарии:
Где скачать еще рефератов? Здесь: letsdoit777.blogspot.com
Евгений08:27:40 19 марта 2016
Кто еще хочет зарабатывать от 9000 рублей в день "Чистых Денег"? Узнайте как: business1777.blogspot.com ! Cпециально для студентов!
09:04:05 29 ноября 2015

Работы, похожие на Курсовая работа: Расчёт турбогенератора

Назад
Меню
Главная
Рефераты
Благодарности
Опрос
Станете ли вы заказывать работу за деньги, если не найдете ее в Интернете?

Да, в любом случае.
Да, но только в случае крайней необходимости.
Возможно, в зависимости от цены.
Нет, напишу его сам.
Нет, забью.



Результаты(150199)
Комментарии (1830)
Copyright © 2005-2016 BestReferat.ru bestreferat@mail.ru       реклама на сайте

Рейтинг@Mail.ru