1500kw,44极，水发电磁设计方案
本帖最后由 快捷方式007 于 2015-4-29 12:01 编辑现有1500kw，44极，4160v，cosφ=0.9，60hz，定子冲片外径2860的水轮发电机
设计了几个方案都不满意，请高手指点。
要求效率不小于95%。
从槽数，支路数，电抗等参数方面综合考虑。
顺便问下：火狐下为什么看不见发贴中的主题分类框，我只能在IE下发贴。
本帖最后由 快捷方式007 于 2015-4-29 12:01 编辑
火狐对论坛确实不兼容，只能使用IE内核的浏览器。
还有，你对方案哪里不满意？
本帖最后由 快捷方式007 于 2015-4-29 12:01 编辑
火狐对论坛确实不兼容，只能使用IE内核的浏览器。
还有，你对方案哪里不满意？
xd' 约0.38较大，xd"约0.31、xp"约0.31偏大，
电负荷430以上较大，每极每相槽数Q=1+4~8/11较小，气隙很小约4~5，制造困难。
问“xd' 约0.38较大，xd"约0.31、xq"约0.31偏大，每极每相槽数Q=1+4~8/11较小”会有哪些不利影响？
本帖最后由 快捷方式007 于 2015-4-29 12:01 编辑
大概计算了一下，以VPI工艺计绝缘厚度时
额定数据
PN= 1666.667 KVA PA= 1500 KW P= 44 UN= 4160 VIN= 231.3 A nN= 163.6 r/min
fN= 60 HzCOSFI= .9 Y接
基本数据
Da= 2860 Di= 2610 Z= 270 q= 2.045455 NP= 27
BN= 14.8 HN= 70 Y=1- 6 KW= .9248802 a= 1 Sn= 6C= 6
W= 270W2= 50.5 j= 2.86 AS= 457 AS*j= 1307.19
bp= 128 bM= 85 hP= 30 RP= 580 hM= 125
g= 4 gm/g= 1.4904bp/T= .6869 lt= 400
axb= 2.65 x 5.3 a'xb'= 3.05 x 5.7 a2Xb2= 2 x 31.5
磁路计算
BJ1'= 17.186BZ1/3= 15.011 Bj1= 10.265 Bdta= 6.296
Bm= 13.273 Bp= 11.801 Bm1/2= 12.905 Bz2= 10.798
参数计算
Xad= .8892 Xaq= .516 Xe= .1529 Xd= 1.042 xq= .669
Xmd= .8412801 Xf= 1.118 xd'= .335 xq'= .669 xf= .2288926
xd''= .249 xq''= .271 xp= .238 AWk= 6927.594
O.K.Z= 1.138X2= .2597793
Ifo= 78.05 Vfo= 52.61 Ifk= 68.59 Ifn= 146.87 Vfn= 140.57
损耗及效率计算
QJ1= 5.165 QF= 22.903 QD= 8.333334
QR= 8.924 Qcu1= 20.279Qfe= 18.652 EQ= 79.0922 n= .95
电抗和时间常数的计算
xf= .2288926rf= 1.644098E-03 T'do= 1.803899
Ta= 5.663316E-02 xo= 8.119208E-02 rkd= .0660836
rkq= 5.242582E-02 T'co= 4.387512E-02 T'qo= 3.384306E-02
T''do= .0154903 T'd= .5798435 T''d= 1.151968E-02
T''q= 1.370581E-02
本帖最后由 快捷方式007 于 2015-4-29 12:01 编辑
以前做过几台1400－40/3250电机，气隙也取4，由于叠片工艺和机座外形尺寸限制，定子铁芯内圆不圆。
注意了叠压工艺和机座刚度气隙取4应该没问题。
本帖最后由 快捷方式007 于 2015-4-29 12:01 编辑
xp"是个什么东东？q能大点对波形有好处。
首先感谢zlz1976。
3楼中我把xp"写错了，应为xq"。
还想请教zlz1976，你方案中转子线规为2 x 31.5，极身宽为85可能磁极间距离太小，对通风不利。从你方案中我没有发现磁极间距离数据。
另我公司由于设备原因对1730机座号以上的无法进行VPI。在我方案中定子单边绝缘厚度为2.4左右（含导线本身绝缘）。
还有，定子冲片轭部只有55，结构上如果还要开拉紧螺杆孔的话，轭部尺寸就更小了，现也比较担心今后运行中的定子铁心变形。
本帖最后由 快捷方式007 于 2015-4-29 12:01 编辑
我刚才把你的方案算一下，各种参数都很好。可惜我公司对本机座号无法进行VPI，我的槽形16X70左右，不用VPI是不好减槽宽了。
不然我很满意你的方案。
还请看下我的方案，还有一个216槽方案，与本方案相差不大。
额定数值
Pn= 1501 （千瓦）Un= 4160 （伏特） In= 231.5 （安培）Um= 2402 （伏特）
2P= 44 （极） fn= 60 （赫兹） COS(θ)n= .9 Im= 231.5 （安培）
定子参数 长度单位∶ 毫米
Da= 2860 Di= 2580 g = 4.5 Z= 192 （槽）Lt= 380
bs= 16.6 hs= 67 bv= 8 nv= 9 Bt= .9167
al= 0 cl= 0 Т= 184.21 通风: 径向 硅钢片: W310-50
磁极和阻尼绕组参数 长度单位∶ 毫米
hp= 32 bp= 130 hm= 150 bm= 83 Lp= 380
Lf= 45 Kq= 1.5 dB= 12 LB= 404 nB= 4 （根）
t2= 37 bs2= 2 hs2= 2.75 aR= 12 bR= 25
t2/t1= .876 Rp= 543.39
线圈参数 长度单位∶ 毫米
Sn= 8 （根）a= 1 （路） Y= 4 W1= 256 （匝） q= 1 + 5 / 11
c-(a*b)/(a'*b')= 4 -( 2.65 * 5.6 )/( 2.85 * 5.8 )
a2*b2= 3 * 25 W2= 41.5 (匝)
还想请用我的数据核算下，看效率满足不？并请指点下我方案中的不足之处。
本帖最后由 快捷方式007 于 2015-4-29 12:01 编辑
单边绝缘取的1.75mm（包括线自身绝缘0.4),开了拉杆孔处轭磁密1.72T。效率是按DR510片计算得95%。
] 本帖最后由 快捷方式007 于 2015-4-29 12:01 编辑
纯属个人意见：
1.定子节距4，0.9167的短矩系数是否有点大（当然也是槽数限制）对谐波抑制似乎差了点；
2. Aj=1884似乎有点高，尽管你可能采取空水冷，单纯靠自身的风扇，转子线速度22.1m/s,散热有点吃力，可以要着重风扇设计；
3.极弧半径543.4，有点太在意靠近1.5了，这种尺寸冲模尺寸也不便测量:)
4.定子齿磁密/定子轭磁密＝1.624，这个，这个还没取这么大过，影响什么我还没概念:)
5.极向磁密1.541T，高了。
6.极间最小距离你为14.8mm，上为10mm.
7.你的励磁功率为39.3kW,上为20.7kW;
8.矩路比你为1.259，上为1.138，这个都是需要材料堆起来的；
9.用DR510片算是93.5%。
10.用同一个方法估算定转子温升你的为66/90K,上为45/46K,你方案转子热负荷为2271，需着重散热设计。
不同程序计算偏差不一样，以上10条仅作参考，如有不妥，敬请谅解。
本帖最后由 快捷方式007 于 2015-4-29 12:01 编辑
非常感谢！！！
1、我用的电磁计算程序是以“水轮发电机设计与计算”编制的，程序中先把1.5倍固化了。
2、采用自然通风冷却，带有弧斗式风扇，无空气冷却器。
3、以下是我的192槽计算结果，供你参考。
4、通过电压波形畸变率计算为1.13%
5、我不满意的是xd、xd'、xd"、xq"，其它AJ、磁密按我公司的机组统计来看取值尚可。
6、通风尚未详细计算，其实我也没有精确计算手段。所计算误差也比较大的。
7、望今后多交流。
㈠ 额定数值
Pn= 1501 （千瓦）Un= 4160 （伏特） In= 231.5 （安培）Um= 2402 （伏特）
2P= 44 （极） fn= 60 （赫兹） COS(θ)n= .9 Im= 231.5 （安培）
㈡ 定子参数 长度单位∶ 毫米
Da= 2860 Di= 2580 g = 4.5 Z= 192 （槽）Lt= 380
bs= 16.6 hs= 67 bv= 8 nv= 9 Bt= .9167
al= 0 cl= 0 Т= 184.21 通风: 径向 硅钢片: W310-50
㈢ 磁极和阻尼绕组参数 长度单位∶ 毫米
hp= 32 bp= 130 hm= 150 bm= 83 Lp= 380
Lf= 45 Kq= 1.5 dB= 12 LB= 404 nB= 4 （根）
t2= 37 bs2= 2 hs2= 2.75 aR= 12 bR= 25
t2/t1= .876 Rp= 543.39
㈣ 线圈参数 长度单位∶ 毫米
Sn= 8 （根）a= 1 （路） Y= 4 W1= 256 （匝） q= 1 + 5 / 11
c-(a*b)/(a'*b')= 4 -( 2.65 * 5.6 )/( 3.05 * 6 ) Fcu1= 57.16（毫米^2）
A1= 438.6(A/cm) J1= 4.049(A/mm^2) A1J1= 1776. Ki= 2.2
a2*b2= 3 * 25 Fcu2= 75毫米^2 W2= 41.5 (匝)
Gcu1= 592 (kg) Gcu2= 1392 (kg) Gb= 72 (kg) Gr= 43 (kg)
Gcut= 2098 (kg) Gfe= 2188 (kg) 磁极线圈距离Cjl= 16.8
㈤ 磁密数值 磁密单位: 特斯拉
Bk= .6772 Bt1/3= 1.4259 Bj= .9385 Bm= 1.415
短路比(fko)= 1.246 极弧系数(ap)= .706
㈥ 励磁参数
Ifo= 108 （安培）Ufo= 53 （伏特） Ifn= 213 （安培） Ufn= 147.4 （伏特）
Ufmax= 265 （伏特）Ifmax= 534 （安培） J2= 2.84 （安／毫米^2）
㈦ 损耗及温升 功率单位: 千瓦
Pcu1= 23.72 Pcu2= 27.82 Pfe= 11.1 Pmec1= 2.07
Pmec= 11.34 MP= 77.78 η= 95.07 % η1= 95.63 %
Qcu1= 54.15 (度) Qfe= 46.75 (度) Qcu2= 48.52 (度) Qcu1m= 63.09
㈧ 电抗和时间常数 时间单位: 秒 电抗单位: 标幺值
T'do= 1.5999 T'Ddo= 6.17E-002 T''d= 2.07E-002
T'd= .6554 T''do= 2.58E-002 T'Dqo= 4.57E-002
T''q= 2.17E-002 Ta= 5.5E-003 T''d3= 2.07E-002
T'd3= .6554 Ta3= .3318 T'd2= .8904
T''d2= 2.3E-002 Ta2= 5.5E-003 T''d1= 2.34E-002
T'd1= 2.07E-002 Ta1= 4.5E-003 Xб= .1936
X2= .3077 Xo= .1303 Xp= .3264
Xq= .6498 Xq'= .6498 Xq''= .3091
Xd= .9291 Xd'= .3806 Xd''= .3063
R1(15)= .119 （欧姆） R2(15)= .4877 （欧姆）
回复 10# zlz1976
有一个问题：
你方案中a2Xb2=2X31.5，w2=50.5，hM=125，
按我公司的绝缘规范是无法放下的，我公司一般b2小45垫2层0.16DDS，加上首末3匝及外垫3层，
因此放不下。可否说明下你的工艺。
另：5楼述及以前做过1400-40/3250电机，不知现运行情况可好？是水发吗？方便的话把该机主要结构参数传上看看。
本次SF1500-44/2860发电机，我个人认为机座号选小了，如能换成3250或3300机座号，可能调整上会相对好一些。
但由于合同已定，加大机座号既不经济也不现实。 这个，看来还是国外的产品。
60赫兹的。 回复 12# long123sp
与你们类似首尾各三匝垫三层玻璃坯布，其它匝间垫两层，热压后，两端各垫4mm玻璃布板作对地绝缘。
从你的计算结果来看，我用的程序太差劲了，温升算来差太多，磁密计算也差得多。一直以来也是20极以上电机温升全凭经验（这经验也靠用户反馈意见积累），好眼馋你们温升的计算方法{:1_431:} 回复 14# zlz1976
我的磁极线圈计算高度
h=a2X(w2+0.5)+0.16X((w2+0.5)x2+8)X0.8+2X托板厚
=2x51+0.16X110X0.8+2X6
=130
你用4的托板所以极身高125差不多。 SF1500-44/2860 4160v，cosφ=0.9，60hz 效率不小于95%。
要求效率，不知道 推力负荷是多大？
不知道您计算后，效率是否满足要求。 弱弱的问问1500kw，44极，4160v，cosφ=0.9，60hz这样的水轮发电机，定子绕组你们是用调式波绕组还是圈式叠绕组呢？这么小功率的，线圈也用换位吗？ 额定数据: 1666.7KVA 1500.0KW 4160.0V 231.3A cosΦ=0.90
2P=44. 164.r/min η=0.000
冲片及绕组数据:
硅钢片:W470 定子外径Da=2860.mm 定子外径Di=2580.mm
定子铁芯总长lt= 380.mm 风道数nv= 9.mm 风道宽bv= 8.mm
定子槽数 z1= 192. 定子槽宽bn= 15.6mm 定子槽高hn= 63.0mm
每槽导体数sn= 8. 并联路数 a= 1. 并绕根数 c= 4.
定子线规厚ac= 2.50mm 线规宽bc= 5.60mm 定子直槽
定子绕组节距 y= 4. 接法=Y
气隙 δ= 5.mm δmax = 7.27 mm δm = 5.76mm
磁极:Q235钢 极靴长lp= 380.mm 极靴宽bp=130.0mm
极靴高 hp= 32.0mm 极身长lm= 380.mm 极身宽bm= 83.0mm
极身高 hm=150.0mm 压板厚lf= 45.0mm 极弧半径rb=540.0mm
阻尼条数 z2= 4. 阻尼条距t2= 29.0mm 阻尼槽直径d2=12.3 mm
阻尼槽口宽 b0= 2.0 mm 槽口高h0= 2.0 mm 阻尼条直径db=12.0 mm
阻尼条长 ld= 404.mm 阻尼环厚dh=12.0 mm 阻尼环宽dk=25.0 mm
励磁绕组匝数w= 41.5 励磁线宽be= 25.0mm 励磁线厚ae= 3.00mm
磁路数据:
磁密 B 磁路长 L(mm) 磁势 Wa
定子齿: 1.36 126.00 57.89
定子轭: 0.83 198.71 12.08
气隙: 0.68 15.24 8253.62
极身: 1.41 335.40 536.73
极靴: 1.20 28.60 24.17
电气数据(计算值):
定子绕组电密 ja =4.30 励磁绕组电密je= 2.46
定子线负荷 as = 438.3 定子热负荷aj= 1884.6
定子漏电抗 xe =0.1696(标幺值) 定子铜耗Pcu1= 27.55kw
直轴电枢反应电抗xad=0.6367(标幺值) 转子铜耗Pcu2= 20.82kw
交轴电枢反应电抗xaq=0.3568(标幺值) 铁芯损耗Pfe = 16.99kw
直轴瞬变电抗 xd’=0.3459(标幺值) 风摩损耗Pm= 6.92kw
直轴超瞬变电抗xd"=0.2558(标幺值) 杂散损耗Pz= 6.67kw
交轴超瞬变电抗xq"=0.2630(标幺值) 总损耗P总 = 78.94kw
负序电抗 x2 =0.2594(标幺值) 效率(不计励磁)η=0.000
零序电抗 x0 =0.1246(标幺值) 效率(计及励磁)η=0.950
定子绕组时间常数 Ta =0.0416(S) 堵转转矩 Mst =0.000
励磁绕组时间常数Td0’=1.4159(S) 堵转电流 ist =0.000
直轴阻尼绕组时间常数Td"=0.0164(S) 牵入转矩 Msp =0.000
定子绕组75°电阻 ra75=0.1716Ω 最大转矩 Max =0.000
转子绕组75°电阻 re75=0.6130Ω 定子绕组温升θ1 = 59.2K
励磁绕组外接放电电阻ree= 4.944Ω 转子绕组温升θ2 = 41.5, 43.8K
满压起动时励磁绕组感应电压= 0.0V 空载励磁电流 ie0=116.7A
满压起动时励磁绕组感应电流= 0.0A 空载励磁电压 Ue0= 57.7V
最大励磁电压 Umax= 184.6A 满载励磁电流 ien=182.7A
最小励磁电压 Umin=46.1V 满载励磁电压 Uen=131.8V
短路比 fk=1.340 短路励磁电流ik= 87.1A
===============================================================================
波形畸变与电话谐波
Ku(LINE)= 0.4593%Ku(PHASE)= 4.9074%THF(LINE)= 0.1138%THF(PHASE)= 0.1975% 空载磁化曲线：
U 0.4 0.55 0.70 0.85 1.00 1.15
if 45.4 62.2 79.2 96.7 116.7 148.6 回复 16# cxw770
这两天有事出去了，没给各位及时回复。
本机推力负荷约50t，其中含水推力约31t。 回复 17# 天涯浪子
线圈用圈式线圈，热模压工艺，线圈不进行换位。
看了你算的方案，主要是我的定子槽形选不了那么小。绝缘处理工艺可能不一样。
感谢你的回复。
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