www.chms.ru - вывоз мусора в Балашихе 

Динамо-машины  Нагревание и охлаждение 

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 65 66 67 68 69 70 71 72 73 [ 74 ] 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92

Разделим это уравнение на - й введем обо-

значения:

8.= 21

(4-110) (4-111).

Тогда оно будет иметь следующий вид: dt

+23.+со6 = 0. (4-112)

Решением этого уравнения, как известно, будет:

где 6,ач - начальное отклонение;

й - коэффициент затухания; -частота собственных или свободных колебаний, равная

114)

так как \2Г) много раз меньше -j- .

Сравнивая, выражения для частоты собственных колебаний (4-114) и для резонансной частоты (4-108), мы видим, что они практически равны между собой. Поэтому мы можем говорить, что резонанс наступает в том случае, когда частота вынужденных колебаний равна частоте собственных колебании.

Для спокойной работы машины необходимо стремиться к тому, чтобы частота собственных колебаний была меньше частоты первой гармоники избыточного момента (а)св lt;Шс), а следовательно, и меньше частоты любой из высших гармоник (a)ca lt;va)c). В большинстве случаев это удается сделать, увеличивая маховой момент агрегата.

При одиночной работе синхронного генератора, когда он работает на свою собственную сеть, не имеющую других синхронных машнн, не может возникнуть синхронизирующий момент, так как при колебаниях вектор и будет колебаться вместе с вектором Ео-Следовательно, такая маьчина не . представляет собой системы, способной к собственным колебаниям.

Приведем здесь практические фор.мулы для расчета частоты собственных колебаний. Они получаются путем преобразования уравнения (4-114).

Удельный синхронизирующий момент если принять созб, raquo;!, равен:

Момент = тУд-соз в, при колебаниях будет несколько изменяться вследствие изменении , и jc. Величины , и не остаются постоянными при колебаниях из-за воз-

9,8U 60

9,81.2пя; н/н7

где = - ток короткого

замыканнЯ. при

данном возбуждении ( по спрямленной характеристике холостого хода,-jc - ненасыщенное значение)

Имеем

laquo;iHH = 5 -10 raquo;.

где 5ц - номинальная мощность, ква.

Заменим далее момент инерции У маковым моментом

где g= 9,81 Ml сек;

G - вес всех вращающихся частей, кг, приведенный к диаметру инерции D, м.

Теперь, учитывая, что р = vi f =

, получим вместо (4И14): 240

240 -.Л laquo;с V

[гц].

где f =

Частота собственных колебаний f для дизель-генераторов и крупных гидрогенераторов обычно лежит в пределах fg=\ -h2 гц.

4-13. Потери и коэффициент полезного действия

Потери в синхронной машине состоят из:

1) электрических потерь в обмотке статора;

2) магнитных потерь в стали ста--тора;

3) добавочных потерь в полюсных наконечниках или в поверхностном слое бочки ротора, вызванных пульсациями поля вследствие зубчатости внутренней поверхности статора и высшими гармоническими поля статора;

4) механических потерь на трение в подшипниках и. врашаюшйхся ча- ; стей о воздух или другой газ, охлаж- ; даюший машину;

действия на соответствующие поля токов, возникающих в успокоительной обмотке и главным образом в обмотке возбуждения, так как ее постоянная времени соизмерима с периодом колебаний Поэтому приведенные выводы следует рассматривать как приближенные.




uo 60 вот ISOгво тошяютоо юоо гооозооошоsoooiom

Рис. 4-94. Значения к. п. д. (т)) синхронных генераторов и двигателей гри номинальном режиме их работы в зависимости от номинальной мощности

5) потерь на возбуждение, причем к последним относятся не только потери в обмотке возбуждения, но и потери в возбудителе, если он посажен на один вал с синхронной машиной, и в регулировочных реостатах;

6) добавочных потерь при нагрузке, вызванных полями рассеяния статора.

Перечисленные потери в сумме (SP) составляют небольшую долю от номинальной мощности машины. Эта доля уменьшается с ростом ее мощности.

Коэффициент полезного действия (к. п. д.) синхронной машины определяется:

для генератвра по формуле

Рг от UI COS lt;р

~ Р[~mVl оъч+ЪР~

от UI cos f -Ь Я

ДЛЯ двигателя по формуле

Я; mUIсо5ч - Ър

Я, mill cos у

от UI cos (f

Значения к. п. д. синхронных генераторов и двигателей отечественных заводов приведены на рис. 4-94.

Значения к. п. д. крупных гидрогенераторов колеблются в пределах 96-- 98, турбогенераторов 97-98,8%.

4-14. Нагревание и охлаждение

Нагревание отдельных частей синхронной машины обусловлено потерями, возникающими в ней при ее работе. Установившиеся превышения температуры этих частей, так же как laquo; для асинхронной машины, не должны превышать определенных пределов, зависящих от класса изоляционных материалов, примененных для ее обмоток.

Для изоляции обмоток статора и ротора гидрогенераторов мощностью 1 ООО ква и выше, а также гидрогенераторов напряжением 6 300 в и выще независимо от мощности применяются изолирующие материалы класса В-причем эти материалы подвергаются пропитке асфальтобитумным составом. В этом случае допускается превышение температуры обмотки статора не выше 70 deg; С при температуре охлаждающего воздуха 35 deg; С.

Допускаемое превышение температуры обмотки возбуждения в случае, если она выполняется из полосовой го- лой меди, намотанной на ребро в один



ряд с прокладками между витками из изолирующего материала класса В, принимается равным 95 С.

Для изоляции обмоток статора и ротора турбогенератора применяются, -как правила, изолирующие материалы класса В. При температуре охлаждающего газа (воздуха или водорода) 40С допускаются следующие превы-щения температуры: для обмотки статора, пропитанной асфальтобитумным составом, 65 deg; С, для обмотки ротора 90 deg;С и для активной стали 65 deg;С.

Охлаждение электрической машины, как ранее указывалось, осуществляется главным образом посредством обдувания ее нагретых поверхностей воздухом. Охлаждение должно быть тем интенсивнее, чем больше мощность машины. Количество воздуха, которое нетбходимо прогнать через машину для ее охлаждения, тем больше, чем больше в ней потери. Оно может быть подсчитано по формуле

где SP -сумма потерь, кет;

с - объемная теплоемкость воздуха, квтсек/ deg;С-м; Лб - нагрев воздуха при прохождении его через машину, deg;С. Количество воздуха, потребного для отвода тепла из мощных турбогенераторов или гидрогенераторов, достигает больших значений. Так, например, для турбогенератора 25000 кет, потери которого при номинальной нагрузке (cos 9 = 0,8) составляют 660 кет, при

ДЧ gt;г;20 deg;С, с = 1,1 получим согласно предыдущей формуле:

=30 м /сек

1.1.20

или 30-3600=108 000 м/ч.

Такое большое количество воздуха можно прогнать через машину только при помощи специальных вентиляторов, создавая в вентиляционных каналах достаточного сечения большие скорости воздуха.

Как отмечалось, вопросам охлаждения электрических машин уделяется большое внимание. Только при пра-внльном разрешении этих вопросов удается построить надежно работающие машины, мощность которых в на-

стоящее время достигаег сотен тысяч киловатт.

Нормальные явнополюсные синхронные машины мощностью примерно до 3 000-4 ООО ква выполняются обычно открытой или защищен110й конструкции, при которой воздух про-.чодит с боковых сторон машины и выбрасывается в отверстия корпуса статора. Здесь значительное вентилирующее действие создают полюсы. Если этого действия недостаточно, то на валу с обеих сторон полюсов помещают крыльчатые вентиляторь.

Для турбогенераторов ранее широко применялась так называемая протяжная система вентиляции, при которой охлаждающий воздух забирается извне. Воздух при этом подводится к машине по особым каналам, расположенным под прлом машинного зала. Этот воздух приходится очищать при помощи фильтров, так как наличие в воздухе посторонних примесей (пыли, вредных тазов, чрезмерной влаги) может пагубно отразиться на работе машины. Применение фильтров, однако, не дает радикального решения задачи, так как они все же пропускают пыль в машину.

Значительно более совершенной является замкнутая система вентиляции или вентиляция по замкнутому циклу, при которой одно и то же количество воздуха проходит через генератор, воздухоохладители и снова поступает в генератор.

Воздухоохладители состоят из ряда трубок с ребрами, между которыми проходит подлежащий охлаждению воздух; по трубкам воздухоохладителя прогоняется вода. Замкнутая вентиляция по сравнению с протяжной вентиляцией имеет следующие преимущества: 1) почти полное отсутствие пыли в охлаждающем воздухе; 2) почти полное устранение опасности появления в воздухе влаги; 3) отсутствие длинных подводящих каналов для воздуха; 4) значительное уменьшение шума, создаваемого движущимся воздухом.

Все современные турбогенераторы, а также гидрогенераторы мощностью свыше 4 ООО ква изготавливаются с вентиляцией по замкнутому циклу.



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 65 66 67 68 69 70 71 72 73 [ 74 ] 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92