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SFW2500-8/1730 电磁计算结果
================================================================================
序号 名 称 变 量 结 果 单 位 备 注
================================================================================
一、基 本 数 据
1.1 额 定 数 据
1.01 额定功率 PN 2500.000 (kW)
1.02 额定功率因数 COSφN .800
1.03 额定容量 SN 3125.000 (kVA)
1.04 额定电压 UN 10500.000 (V)
1.05 相电压 Uφ 6062.178 (V)
1.06 额定电流 IN 171.830 (A)
1.07 相电流 Iφ 171.830 (A)
1.08 额定转速 nN 750.000 (r/min)
1.09 飞逸转速 nr .000 (r/min)
1.10 额定频率 fN 50.000 (Hz)
1.11 极 数 2p 8.000
1.12 相 数 M 3.000
1.12 飞轮力矩 GD2 99.379 (kN.m)
1.2 定子铁心和转子磁极铁心尺寸
1.13 定子铁心外径 D1 173.000 (cm)
1.14 定子铁心内径 Di 132.000 (cm)
1.15 定子槽宽度 bs 1.680 (cm)
1.16 定子槽高度 hs 7.500 (cm)
1.17 定子槽楔高度 hk .500 (cm)
1.18 定子线圈绝缘单边厚度 δi .330 (cm)
1.19 定子铁心径向通风
槽宽度及通风槽数 bvnv 15.000 (cm)
1.20 无通风槽的定子铁心长度 l 63.000 (cm)
1.21 各段铁心长度不相等时
相邻通风槽的平均距离 tv 4.875 (cm)
1.3 定 子 绕 组 数 据
1.22 定子槽数 Z 108.000
1.23 每 极 每 相 槽 数 q 4.500= 4.+ 1./ 2.
1.24 每相并联支路数 a 1.000
1.25 每槽有效导体数 Ns 8.000
1.26 每支路电流 Ia 171.830 (A)
1.27 定子槽电流 Is 1374.644 (A)
1.28 电负荷 A 358.006 (A/cm)
1.29 绕组节距 Y 11.000
1.30 短矩系数 β .815
1.31 每相串联匝数 Wφ 144.000
1.32 定子线圈的股线尺寸 4.( 2.500x 3.700)/( 2.900x 4.100)
1.33 每支路有效导体截面积 Ac 35.520 (mm)
1.34 定子绕组的电流密度 J 4.838 (A/mm)
1.35 热负荷 AJ 1731.879 (A/cm.mm)
1.36 定子铁心总长度 lt 78.000 (cm)
1.37 定子绕组端部每半匝平均长度 lE 87.504 (cm)
1.38 定子绕组每匝平均长度 lc 331.008 (cm)
1.39 定子绕组每相电阻 R(15) .235 (Ω)
R(75) .292 (Ω)
1.4 励磁绕组及阻尼绕组数据
1.40 阻尼条节距 t2 3.070 (cm)
1.41 阻尼绕组槽开口宽度 bsh 3.000 (mm)
1.42 阻尼绕组槽开口高度 hsh 3.000 (mm)
1.43 励磁绕组铜线规格 af 2.000 (mm)
bf 28.000 (mm)
Af 56.000 (mm)
1.44 励磁绕组每极匝数 Wf 82.500
1.45 励磁绕组每匝平均
长度(单排线圈) lcf 230.363 (cm)
1.46 励磁绕组电阻 Rf(15) .476 (Ω)
Rf(75) .591 (Ω)
Rf(120) .676 (Ω)
Rf(130) .695 (Ω)
1.47 每极阻尼条数 nB 7.000
1.48 阻尼条直径 dB 14.000 (mm)
1.49 圆阻尼条截面积 AB 1.539 (cm)
1.50 阻尼条长度 lB 93.600 (cm)
1.51 阻尼环厚度和宽度 aR 50.000 (mm)
bR 10.000 (mm)
1.52 阻尼环截面积 AR 500.000 (mm)
1.53 阻尼环平均直径 DR 125.500 (mm)
1.54 直轴阻尼绕组电阻(标么值) RDd* .021
1.55 交轴阻尼绕组电阻(标么值) RDq* .017
二、空 载 磁 势 计 算
2.1 磁 路 计 算
2.01 定子齿顶处齿距 t1 3.840 (cm)
2.02 极 距 τ 51.836 (cm)
2.03 气 隙 δ .750 (cm)
2.04 比 值 δ/τ .014
2.05 比 值 δmax/δ 1.500
2.06 极靴宽度 bp 36.000 (cm)
2.07 极弧系数 αp .694
2.08 定子1/3齿高处齿距 t1/3 3.985 (cm)
2.09 定子1/2齿高处齿距 t1/2 4.058 (cm)
2.10 定子齿顶处齿宽 bt 2.160 (cm)
2.11 定子1/3齿高处齿宽 bt1/3 2.305 (cm)
2.12 定子1/2齿高处齿宽 bt1/2 2.378 (cm)
2.13 定子轭高 hj 13.000 (cm)
2.14 定子轭磁路长 Lj 62.832 (cm)
2.15 定子铁心叠压系数 KFe .940
2.16 定子铁心有效长度 Lef 59.220 (cm)
2.17 比值 lt/τ 1.505
2.18 定子铁心边缘段阶梯形高度 a1 .000 (cm)
2.19 定子铁心边缘段阶梯形宽度 c1 .000 (cm)
2.20 定子铁心计算长度 L`t 78.000 (cm)
2.21 主极极靴长度 lp 78.000 (cm)
2.22 主极极身长度 lm 78.000 (cm)
2.23 主极极靴计算长度 l`p 79.500 (cm)
2.24 轴向气隙计算长度 l0 78.750 (cm)
2.25 计算气隙 δ` .875 (cm)
2.26 极靴高度 hp 5.500 (cm)
2.27 极身宽度 bm 23.500 (cm)
2.28 极身高度 hm 21.000 (cm)
2.29 磁极压板厚度 δp 4.500 (cm)
2.30 磁极铁心计算长度 lm` 82.500 (cm)
2.31 磁极结构尺寸 ap 6.250 (cm)
dt 3.795 (cm)
cp 12.855 (cm)
τm 15.181 (cm)
2.32 定子齿重 GFet 861.177 (kg)
2.33 定子轭重 GFej 2921.653 (kg)
2.34 磁极压板截面积 Ap 74.025 (cm)
2.35 磁极铁心截面积 Am 1926.060 (cm)
2.2 空 载 特 性 计 算
2.36 绕组基波短距系数 Kp1 .958
2.37 绕组基波分布系数 Kd1 .955
2.38 基波绕组系数 Kdp1 .915
2.39 基波磁通 Φ1 .207 (Wb)
2.40 磁场波形系数 kφ .977
2.41 极弧磁通系数 kλ .922
2.42 空载额定电压时的每极磁通 Φ .202 (Wb)
2.43 空载额定电压时
极靴部分的磁通 Φλ .187 (Wb)
2.44 极靴上气隙的平均磁通密度 Bδ .658 (T)
2.45 定子1/3齿高处的磁通密度 Bt1/3 1.458 (T)
2.46 定子1/2齿高处的磁通密度 Bt1/2 1.413 (T)
2.47 定子轭的磁通密度 Bj 1.314 (T)
2.48 定子齿的气隙系数 Kδ1 1.154
2.49 定子铁心径向通
风槽的气隙系数 Kδ2 1.079
2.50 转子阻尼绕组槽的气隙系数 Kδ3 1.026
2.51 总气隙系数 Kδ 1.278
2.52 定子齿磁位降 Ft 431.203 (A)
2.53 定子轭的磁位降 Fj 323.031 (A)
2.54 磁极漏磁系数 σm 1.134
2.55 极身根部磁通 Φm .229 (Wb)
2.56 极身根部的磁通密度 Bm 1.191 (T)
2.57 极靴的漏磁系数 σp 1.045
2.58 极身上部的磁通 Φp .211 (Wb)
2.59 极身上部的磁通密度 Bp 1.098 (T)
2.60 磁极的平均磁通密度 Bm1/2 1.168 (T)
2.61 磁极的磁位降 Fm 758.701 (A)
2.62 转子轭与磁极接缝处之磁位降 Fj2 595.488 (A)
2.63 气隙磁位降 Fδ 11775.010 (A)
2.64 额定电压下的空载磁位降 Ff0 13883.430 (A)
三、电 抗 和 时 间 常 数 的 计 算
3.01 定子绕组矩形波磁动势 Fa 12003.710 (At)
3.02 定子绕组直轴电枢反应系数 Kad 1.055
3.03 定子绕组电枢反应直轴磁动势 Fad 12659.730 (At)
3.04 直轴电枢反应电抗 Xad 1.075
3.05 定子交轴与直轴电枢
反应基波磁通之比 Kq .458
3.06 交轴电枢反应电抗 Xaq .561
3.07 定子绕组漏抗 Xσ .063
3.08 直轴同步电抗 Xd 1.138
3.09 交轴同步电抗 Xq .624
3.10 极靴之间漏磁导 λpl .441
3.11 极身之间漏磁导 λml .761
3.12 磁极端面之间漏磁导 λmb .105
3.13 磁极总漏磁导 λm+p 1.307
3.14 瞬变过程磁极总漏磁导 Λ .978
3.15 励磁绕组总电抗 Xσ2 1.208
3.16 励磁绕组漏抗 Xσf .133
3.17 直轴瞬变电抗 Xd` .181
3.18 交轴瞬变电抗 Xq` .624
3.19 阻尼绕组直轴漏抗(开口槽) Xσd .086
3.20 阻尼绕组交轴漏抗 Xσq .065
3.21 直轴超瞬变电抗 Xd" .113
3.22 交轴超瞬变电抗 Xq" .121
3.23 负序电抗(当短路时) X2 .117
3.23 负序电抗(外接大电抗时) X2 .117
3.24 零序电抗 X0 .036
3.25 定子绕组电阻(标么值) R* .008
3.26 励磁绕组电阻(标么值) Rf* .001
3.27 定子绕组开路时
励磁绕组的时间常数 T`do 3.593 (s)
3.28 定子绕组和励磁绕组开路时
直轴阻尼绕组的时间常数 T`Ddo .180 (s)
3.29 定子绕组开路时交轴
阻尼绕组的时间常数 T`Dqo .114 (s)
3.30 定子绕组短路时励磁绕组的
时间常数(无阻尼绕组时) T`d .572 (s)
3.31 定子绕组开路、励磁绕组短路
时直轴阻尼绕组的时间常数 T"do .032 (s)
3.32 定子绕组及励磁绕组短路时
直轴阻尼绕组的时间常数 T"d .020 (s)
3.33 定子绕组短路时
交轴阻尼绕组的时间常数 T"q .022 (s)
3.34 励磁绕组短路时
定子绕组的时间常数 Ta .045 (s)
3.35 机端三相短路时
瞬变电流衰减时间常数 Td3 .572 (s)
3.36 机端三相短路时
超瞬变电流衰减时间常数 T"d3 .020 (s)
3.37 机端三相短路时定子电流
非周期分量衰减时间常数 Ta3 .045 (s)
3.38 机端两相短路时
瞬变电流衰减时间常数 T`d2 .854 (s)
3.39 机端两相短路时
超瞬变电流衰减时间常数 T"d2 .024 (s)
3.40 机端两相短路时
非周期分量衰减时间常数 Ta2 .045 (s)
3.41 机端单相短路时
瞬变电流衰减时间常数 T`d1 .929 (s)
3.42 机端单相短路时
超瞬变电流衰减时间常数 T"d1 .025 (s)
四、负 载 磁 势 计 算
4.1 短路和额定千伏安COSφ=0时的磁势计算
4.01 短路电流为额定电流时的磁位 Fk 13403.580 (A)
4.02 短路比 Kc 1.036
4.03 定子绕组总漏抗 Xσt .119
4.04 COSφ=0时对应额定电压
Uφ的每极磁通 Φ` .215 (Wb)
4.05 气隙平均磁通密度 Bδ` .700 (T)
4.06 空气隙的磁位降 Fδ` 12518.860 (A)
4.07 定子轭的磁通密度 Bj` 1.397 (T)
4.08 定子轭的磁位降 Fj` 470.297 (A)
4.09 定子齿的磁通密度 Bt1/3` 1.550 (T)
4.10 定子齿的磁位降 Ft1/3` 750.166 (A)
4.11 磁极漏磁系数 σm` 1.265
4.12 极靴的漏磁系数 σp` 1.089
4.13 极身根部的磁通密度 Bm` 1.471 (T)
4.14 极身上部的磁通密度 Bp` 1.275 (T)
4.15 磁极的平均磁通密度 Bm1/2` 1.422 (T)
4.16 磁极的磁位降 Fm` 857.915 (A)
4.17 转子轭与磁极接缝处之磁位降 Fj2` 735.585 (A)
4.18 额定千伏安、COSφ=0
过励时的总磁位降 ∑F 27992.550 (A)
4.2 用图解法确定额定负载时的磁势
4.19 额定励磁磁动势 Ffn 24893.060 (A)
五、励 磁 数 据
5.01 空载额定电压时的励磁电流 If0 84.142 (A)
5.02 额定负载时的励磁电流 Ifn 150.867 (A)
5.03 额定负载时励磁
绕组的电流密度 Jf 2.694 (A/cm)
5.04 空载时励磁绕组的滑环电压 Uf0 40.078 (V)
5.05 额定负载时励磁
绕组的滑环电压 UfN 104.916 (V)
5.06 集电环上的励磁电压增长速度 ΔUf 136.391 (V/s)
5.07 直流励磁机的额定电压 Uf 115.407 (V)
5.08 直流励磁机的额定电流 If 165.954 (A)
5.09 直流励磁机的额定功率 Pf 19.152 (kW)
5.10 励磁系统的顶值电压 Ufmax 188.848 (V)
5.11 直流励磁机的最大励磁电流 Ifmax 385.981 (A)
5.12 直流励磁机的瞬时最大功率 Pfmax 72.892 (kW)
六、损 耗 和 效 率
6.1 空 载 损 耗
6.01 空载额定电压时定子齿中铁耗 PFet 4.792 (kW)
6.02 空载额定电压时定子轭中铁耗 PFej 10.853 (kW)
6.03 空载额定电压时极靴表面的
附加损耗(叠片或实心磁极) pFepo 5.354 (kW)
6.04 空载时总铁耗 PFe 20.999 (kW)
6.2 短 路 损 耗
6.05 并联股线间的环流系数 Kr .003
ε .426
6.06 涡流损耗系数 Ks .009
6.07 定子绕组的费立德系数 KF 1.012
6.08 短路电流为额定电流时磁场三
次谐波在定子齿中的磁通密度 B3 2804.306 (T)
6.9 短路电流为额定电流时磁场中
三次谐波在定子齿中
引起的附加损耗 Pt3 3.009 (kW)
6.10 额定电流时定子绕组的铜耗 Pcu 25.858 (kW)
6.11 额定电流时双层定子
绕组的附加铜耗 Pcus .298 (kW)
6.12 短路电流为额定电流时定子
磁场中齿谐波在极靴表面及
阻尼绕组中产生的附加损耗 Ppt .286 (kW)
6.13 短路电流为额定电流时定子
绕组磁势中高次谐波在极靴
表面产生的附加损耗 Pkv .112 (kW)
6.14 短路电流为额定电流时在定
子齿压板及端盖上的附加损耗 Pad .383 (kW)
6.15 短路电流为额定
电流时的总损耗 Pk 29.945 (kW)
6.3 励 磁 损 耗
6.16 额定负载、额定电压、额定
功率因素时的励磁损耗 Pcuf 13.745 (kW)
6.4 机械损耗(摩擦损耗及通风损耗)
6.17 风摩损耗 pfv 12.977 (kW)
6.17 总机械损耗(包括风摩损耗) Pmec 28.221 (kW)
6.5 效 率
6.18 总损耗 ΣP 92.910 (kW)
6.19 发电机额定负载时的效率 η .964
七、温 度 计 算
7.1 定子温度计算
7.01 铁耗在定子内圆
产生的单位热负载 W1 .714 (W/cm)
7.02 铜耗在定子内圆
产生的单位热负载 W2 .438 (W/cm)
7.03 铜耗在线圈表面
产生的单位热负载 W3 .097 (W/cm)
7.04 铁心对空气的温升 θFe 34.939 (K)
7.05 线圈绝缘温度降 θi 19.979 (K)
7.06 线圈端部表面对空气的温升 θE 35.596 (K)
7.07 定子有效部分的最高温升 θmax 54.918 (K)
7.08 定子线圈对空气的平均温升 θcu 55.325 (K)
7.2 转子温度计算
7.09 励磁损耗在磁极线圈侧
表面产生的单位热负载 W`2 .521 (W/cm)
7.10 转子线圈的电负荷 A2 745.301 (A/cm)
7.11 转子线圈的表面热系数 W" .017 (W/(cm.℃))
7.12 转子线圈对空气的温升 θf 31.534 (K)
7.13 磁极冲片厚 δpp .150 (cm)
7.14 极靴表面的计算面积 Aδ` 2903.984 (cm)
八、经 济 指 标
8.01 发电机定子有效铁重 GFe 3782.830 (kg)
8.02 定子绕组铜重 Gcu 452.049 (kg)
8.03 励磁绕组铜重 Gcuf 757.765 (kg)
8.04 阻尼条重量 GB 71.812 (kg)
8.05 阻尼环重量 GR 35.090 (kg)
8.06 发电机有效铜重量 Gcut 1316.716 (kg)
8.07 发电机单位容量有效铁重量 gfe 1.211 (kg)
8.08 发电机单位容量有效铜重量 gcu .145 (kg) |
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