Стартовая >> Оборудование >> Эл. машины >> Проектирование электрических машин переменного тока

Задание по проектированию - Проектирование электрических машин переменного тока

Оглавление
Проектирование электрических машин переменного тока
Требования, предъявляемые к проектируемой машине
Основные элементы конструкции
Формулировка задачи проектирования
Магнитная цепь
Рассеяние обмоток возбуждения
Магнитное поле в сердечнике статора и ротора
Ток ротора и поле в воздушном зазоре под нагрузкой
Обмотки статоров
Схемы статорных обмоток
Транспозиция элементарных проводников статорной обмотки
Роторные обмотки
Обмотки асинхронных машин
Основные условия разработки конструкции
Основные конструктивные элементы статоров
Основные конструктивные элементы роторов
Вопросы конструкции, связанные с системой охлаждения
Турбогенераторы
Основные параметры турбогенераторов
Параметры возбуждения и охлаждающей воды
Общая компоновка турбогенераторов
Особенности конструкции обмотки статора турбогенераторов
Особенности конструкции обмотки ротора турбогенераторов
Задание по проектированию
Основные принципы проектирования обмоток с непосредственным охлаждением
Основные размеры
Электрические нагрузки
Магнитные нагрузки
Обмоточные данные ротора
Предварительный выбор размеров асинхронных машин при проектировании
Конструктивное исполнение асинхронных общепромышленных серий
Конструктивное исполнение асинхронных двигателей для особых условий эксплуатации
Диаметр и длина сердечника явнополюсных синхронных машин
Конструктивное исполнение явнополюсных синхронных машин
Конструктивное исполнение полюсов явнополюсных  роторов гидрогенераторов
Конструктивное исполнение явнополюсных синхронных  компенсаторов
Оптимизация проекта
Проектирование гидрогенераторов с помощью ЭВМ
Проектирование асинхронных машин с частотным управлением на минимум веса
Проектирование асинхронных двигателей на минимум приведенной стоимости

Проектирование турбогенератора слагается из проработки задания, определения основных активных размеров, проведения поверочных расчетов и конструирования машины по этим размерам.
В общем случае, когда речь идет о генераторах новых типов, т. е. о генераторах, к которым предъявляются особые требования относительно исполнения или параметров, уже в первой стадии проработки технического задания часто прибегают к исследовательским и опытным работам для уточнения и обоснования самого технического задания. В этом случае техническое задание на проектирование может уточняться во время проектирования.
Предполагается в дальнейшем более простой случай, когда задание будет содержать такие требования, которые могут быть выполнены на основе опыта предшествующего проектирования, изготовления и эксплуатации генераторов.
Типовые турбогенераторы требуют меньше времени и средств не только на проектирование, но также, что является главным, на изготовление и освоение в эксплуатации. Освоение производства и эксплуатации, в течение которых выявляются особенности новых конструкций, требует длительного времени и по крайней мере нескольких образцов новых машин. Характерно, что и себестоимость новых образцов турбогенераторов в начальный период производства всегда выше, чем при серийном их изготовлении. Первый образец имеет себестоимость примерно в 1,5—1,4 раза выше, чем генераторы последующих выпусков.
Поэтому к проектированию и изготовлению новых турбогенераторов прибегают в случае, если найдены новые прогрессивные методы конструирования или новые материалы, которые, несмотря на повышенные первоначальные затраты, в дальнейшем должны привести к значительной экономии и повышению надежности в эксплуатации или если требуемые параметры турбогенераторов уже не могут быть выполнены в рамках существующих конструкций. Последнее обстоятельство имеет место, например, при проектировании турбогенераторов предельных мощностей.
Одно из основных требований по обеспечению высокой эксплуатационной надежности — это длительная проверка конструкции в эксплуатации и отработка в производстве. Важно отметить, что от первоначального выбора конструкции зависит возможность ее дальнейшего развития. Предпочтение следует отдавать конструкциям, имеющим перспективу применения для широкого диапазона мощностей; тогда перестройка производства на новые конструкции и технологию будет происходить реже и надежность в эксплуатации повысится.
Обычно в руководствах по проектированию турбогенераторов предполагается определенный уровень развития материаловедения, конструирования и расчета, что фактически фиксируется приведенными рекомендациями. Поэтому такие рекомендации являются в этом смысле ограниченными и всегда могут и должны быть пересмотрены при применении новых материалов или принципов конструирования.
В техническом задании по проектированию указываются: 1) номинальная мощность Р, кв-а; 2) номинальный коэффициент мощности cos φ; 3) номинальное напряжение U, в; 4) номинальная скорость вращения n, об/мин., 5) номинальная частота f, гц; 6) отношение короткого замыкания о. к. з., или статическая перегружаемость, S, о. е.
Дополнительно могут указываться: 7) коэффициент полезного действия η, %; 8) переходные и сверхпереходные индуктивные сопротивления x'd и x"d, о. е.; 9) требования к системе возбуждения: скорость нарастания возбуждения v, в/сек; потолочное напряжение Uп, в; 10) особые требования (допустимые перегрузки, несимметричные режимы, работа при емкостной нагрузке и др.).
Должны быть также указаны: 11) температура и химический состав технической охлаждающей воды; 12) специальные климатические условия работы (тропики, высота над уровнем моря, сейсмичность и пр.).
В задании могут также оговариваться специальные конструктивные условия: 13) системы охлаждения активных частей машины; 14) расположение подшипников; 15) условия транспортировки и монтажа, ограничения по габаритам и весу наиболее тяжелых частей машины и пр.
В зависимости от сложности и подготовленности технического задания указанные требования могут быть заданы все или только частично, и тогда оставшиеся пункты будут результатом дальнейшего проектирования. Например, очень часто напряжение может не задаваться, а определяться в процессе проектирования самой машины и т. д.
После получения задания по проектированию следует провести: 1) выбор основных размеров и обмоточных данных турбогенератора; 2) выбор основной конструктивной схемы и компоновки основных узлов; 3) электрический расчет; 4) тепловой расчет; 5) механический расчет; 6) вентиляционный расчет; 7) чертежную часть проекта.
Очевидно, что последовательность действий по пп. 2—7 условна и в действительности может осуществляться, как это имеет место в конструкторских бюро, практически параллельно.
При выполнении же проекта отдельным лицом указанная последовательность может быть оправдана, если при этом можно воспользоваться определенным опытом или рекомендациями. В более общем случае проектировщик обычно согласовывает последовательность действий в зависимости от конкретных условии. Например, если размеры ротора выбраны заведомо большие, чем обычно принятые, то целесообразно начать расчеты с проверки механической прочности.
Очевидно, что предпочтение тому пли иному варианту проекта может быть отдано на основе конкретных сопоставлении с другими проектами или выполненными машинами, а также степени подготовленности предприятия к выпуску определенной конструкции и требований эксплуатации. Поэтому в процессе проектирования производится проработка нескольких вариантов и предпочтение отдается тому из них, который наиболее полно удовлетворяет заданию но проектированию и поставленным требованиям в отношении технологичности и экономичности конструкции.
Выбор оптимального варианта по одному или нескольким заданным параметрам не описывается в настоящей главе.



 
« Продолжительность сушки электрических машин   Пропитка и сушка электродвигателей »
электрические сети