发电机电磁计算.doc

word完整版)发电机电磁计算
凸极同步发电机电磁计算公式
5。1 额定数据和主要尺寸
1．额定电压 UN
2．额定转速 nN
3．额定频率 ƒ
4．额定功率因数 cos=0。8
5．额定电流
6．相数 m=3
7．确定功率：
8．根据功率取对应T2X-250L电机,额定功率
9．效率
10．极数 2p
11．计算功率：

式中（对于同步发电机取值）
12．极弧系数:极弧长度
取=
13．气隙磁密 取
14．取线负荷
15．电机的计算体积

16．主要尺寸比:
17．定子铁心内径取值范围

18．定子铁心铁外径：

按标准选取
则定子内径：
19．定子铁心有效长度：

20．定子铁心净长度：

式中=0。92（对0.5mm厚硅钢片）
在对发电机的计算中,不计入中
本次设计选用的硅钢片型号为：DR530—50对应的老牌号为D22
21．磁极铁心总长度：
22．磁极铁心净长度：

式中=0.95（对于厚钢片）
23．极距：
24．圆周速度：
25．气隙长度：
最小气隙：

取
最大气隙：
26．铁心的计算长度：
5.2 定子绕组
27．每极每相槽数：
28．定子槽数:
29．取绕组节距比：
30．绕组节距：
31．绕组短距系数(基波)：
32．绕组分布系数(基波）：
33．绕组系数（基波）:
34．预计每极磁通

35．每相串联匝数初值

36．取并联支路数
37．每槽导线数:
取

38．每相串联导体数：

39．线负荷：A=
5.3 定子槽型尺寸(选取梨型槽）
40．选定槽口尺寸：

41．定子齿距：

42．定子齿宽度：

式中：：铁心叠压系数，取0.92
：定子齿磁密,取1。40
取
43．槽形尺寸如图5。1：

图5。1 定子槽形尺寸

则定子齿计算宽度：

44．定子槽深：
45．槽面积，取槽锲厚度，如图5.2所示：

图5.2 定子槽尺寸

=
46．槽绝缘面积 取:

=

取槽满率为75%，绕组并绕根数为
则绝缘导线直径:

查表取铜对应的标称线规QZ:
标称导线直径d=1。60mm 漆膜厚度0.06——0。11
47．定子导线截面积（查表得）:

48．定子绕组电密:
49．发热参数：
5。4 磁路计算
50．定子齿计算高度：
51．定子轭高度:
52．定子轭计算高度：

53．定子轭磁路长度：
54．极靴宽度:

55．磁极偏心距：
其中

=4。00
56．极靴圆弧半径

57．极靴边缘高度：
58．极靴中心高度：
=
=22。93
59．初取漏磁系数：
60．磁极宽度（磁极尺寸如图5。3所示）：

61．转子轭内径：
62．转子轭外径：
63．磁极中心高:

=
64．磁极侧高度： 式中

=5.7595
65．转子轭高度：
66．转子轭计算高度：
=

图5。3 磁极尺寸
67．转子轭磁路长度：=
68．转子轭轴向长度：
69．磁极与轭间残隙：
70．实际极弧系数:
=
=0.66
71．气隙比：
72．最小气隙比极距：
73．基波磁场幅度系数： （查交流电机设计手册）
74．三次谐波磁场幅度系数：
75．磁场分布系数：
76．磁场波形系数：
77．直轴电枢反应磁场幅度系数：（查交流电机设计手册)
78．交轴电枢反应磁场幅度系数： （查交流电机设计手册）
79．电枢磁动势直轴折算系数：
80．电枢磁动势交轴折算系数：
81．定子卡氏系数（对于半闭口半开口槽)：

=1.07
82．阻尼笼卡氏系数（阻尼笼尺寸如图5.4所示）：

图5。4 阻尼笼尺寸
83．卡氏系数：
84．空载每极总磁通：

85．气隙磁密（最大值)：
86．定子视在齿磁密：

查表：≤1。8T 则 ==1.4928T
87．定子轭磁密：
88．气隙磁压降：=
89．定子齿磁压降:
式中对应于，查磁化曲线B25=1.48T得26。848
90．定子轭磁压降:
式中：为轭部修正系数=0.324
对应于,查磁化曲线B25=1。48T得=31.158
91．气隙、定子齿、轭部磁压降之和：

92．计算漏磁几何尺寸：

=

93．磁极压板厚：
94．磁极压板宽:
95．磁极计算高度：
96．极靴漏磁导：

=71.30
97．极身漏磁导：

==68。18
98．磁极漏磁导：

99．每极漏磁通:

100．漏磁系数:

101．磁极磁通：

102．磁极极身截面积：

103．极身磁密：
104．转子轭磁密:
105．残隙处磁密：
106．极身磁压降：
查磁化曲线B25=1。48T表可得：=24。4 对应于
107．转子轭磁压降：
查磁化曲线B25=1。48T表可得:=7。7445
108．残隙磁压降：

109．空载每极磁压降：
5.5 稳态参数
110．定子线圈尺寸(如图5.5所示)：

取30度

图5.5 线圈尺寸
定子线圈节距：

=

参考值取 =2。0
111．线圈半匝平均长度：

112．定子绕组相电阻：

式中=0.0217
113．定子槽比漏磁导：

=0。66
114．定子绕组端部比漏磁导:

115．谐波比漏磁导：

116．每相漏抗：

`
117．漏抗标么值:

118．相电阻标么值:

119．每极电枢反应磁动势:

120．电枢反应直轴折算磁动势:

121．电枢反应交轴折算磁动势：

122．直轴电枢反应电抗：

123．交流电枢反应电抗:

124．直轴同步电抗:

125．交轴同步电抗：

126．短路比：
127．内功率因数角：

128．额定功角：
则：
5。6 额定负载时励磁磁动势和励磁绕组
129．额定负载时内电动势：

=
=

130．额定工况时磁路计算：

131．额定负载时每极磁压降：

132．额定负载时励磁磁动势：

==3172.85
133．取励磁绕组每极匝数：
134．额定励磁电流：
135．空载励磁电流：
136．取励磁电流电密（取值）：
137．励磁绕组导线截面积:
138．励磁绕组线规：
励磁线圈的尺寸如图5。6所示：

图5.6 励磁线圈尺寸
139．第n层线圈平均匝长度：

=2[9。16+28 +
=72。81+9。42
式中 ——线圈框架直线长度
——线圈框架直线宽度
—-框架圆角半径
——导线长边尺寸
=1 为第一层
=2 为第二层
140．励磁绕组平均匝长度:

——第层线圈匝数
141．励磁绕组电阻：

142．额定励磁电压：

0。6V——为电刷压降，励磁绕组取B级绝缘
励磁绕组E级绝缘1。13
励磁绕组B级绝缘=1.15
励磁绕组F级绝缘=1.244
143．空载励磁电压：

r
144．电压调整率:

=1％
式中：

5。7 阻尼绕组设计
145．每极阻尼笼条数：
146．每极定子绕组截面积:

147．每根阻尼条截面积：

148．阻尼条直径：

149．阻尼槽节距：

取=2.25
150．阻尼笼最大磁密：

151．端环尺寸（ ): 取1。5
取0。5

图5。7 端环尺寸
5.8 损耗与效率
152．定子齿钢片重：

=48
=16.238
153．定子轭钢片重：

=122.358
154．材料单位损耗： （查资料可得）
155．齿部单位损耗：
156．轭部单位损耗：
157．定子铁损耗:

158．磁极单位表面损耗:

=
式中:

159．磁极表面损耗:

160．定子绕组铜损耗：

式中
161．励磁损耗：

式中
—-励磁系统的效率
162．机械损耗：
=

163．附加损耗：
164．总损耗：
165．效率：
5。9 瞬态参数和时间常数
166．励磁绕组漏抗 ：

式中
167．励磁绕组电抗：
168．阻尼绕组直轴电抗：

169．阻尼绕组横轴电抗（对于全阻尼）：

170．直轴瞬态电抗：

171．交轴瞬态电抗：
172．直轴超瞬态电抗
=0.0749
173．交轴超瞬态电抗：
==0。0688
174．励磁绕组电阻:
==
175．励磁绕组时间常数：

176．瞬变电流时间常数：

177．超瞬变电流时间常数：

178．负序电抗：
179．直流分量时间常数：

180．空载励磁持续短路电流倍数：
181．额定励磁持续短路电流倍数:

182．冲击电流短路倍数：
183．整步功率：
5.10 有效材料
184．定子绕组铜重:

185．励磁绕组铜重：

186．定子硅钢片重：