226 (39)

226 7. Dobór wstępny konstrukcyjnych parametrów/

Rys. 7.12. Wartości indukcji w szczelinie B. przyjmowane na wstępie obliczeń maszyn prądu przemiennego w zależności od średnicy wewnętrznej d, rdzenia stojana I — linia dotycząca turbogeneratorów; 2 — obszar dotyczący hydrogeneratorów; p — liczba par

biegunów

Rys. 7.13. Wartość obciążenia liniowego twomika A, przyjmowana na wstępie obliczeń maszyn prądu przemiennego o uzwojeniach wykonanych z drutu miedzianego w izolacji klasy F w zależności od średnicy wewnętrznej i, rdzenia stojana

I — turbogeneratory, a) chłodzone pośrednio powietrzem, b) chłodzone pośrednio wodorem, c) chłodzone bezpośrednio wodorem, d) chłodzone bezpośrednio wodą; 2 — hydrogeneratory; 3 — kompensatory synchroniczne; aj chłodzone powietrzem, b) chłodzone wodorem. Pozostałe linie dotyczą silników indukcyjnych oraz innych maszyn synchronicznych o biegunach jawnych I — maszyny o budowie zamkniętej i różnych sposobach chłodzenia; II — maszyny przewietrzane; p — liczba par biegunów

ciepła stosuje się coraz większe obciążenia prądowe; można przewidywać, że taka tendencja utrzyma się również w przyszłości.

Gęstość prądu w uzwojeniu może być tym większa, im intensywniej jest ono chłodzone, im większa jest jego przewodność cieplna w stosunku do gęstości strat mocy oraz im większy jest — wynikający z klasy izolacji — dopuszczalny przyrost temperatury tej części maszyny (tabL 7.6). Duże gęstości prądu można zatem stosować w maszynach:

—    małej mocy, gdyż mają — w porównaniu z maszynami dużymi — większą powierzchnię odprowadzania ciepła przypadającą na jednostkę strat mocy;

—    niskiego napięcia, gdyż ich układ elektroizolacyjny — w porównaniu z maszynami wysokiego napięcia — ma mniejszy opór cieplny;

—    chłodzonych bezpośrednio, gdyż czynnik chłodzący dociera w nich bezpośrednio do źródeł wydzielania ciepła;

—    przeznaczonych do pracy dorywczej lub przerywanej, gdyż nie dochodzi w nich do stanów cieplnie ustalonych.

Podane w tablicy 7.6 wartości dotyczą uzwojeń wykonanych z drutu miedzianego o izolacji klasy F (z wyjątkiem niektórych uzwojeń klatkowych), dobrze chłodzonych maszyn przeznaczonych do pracy ciągłej. W przypadku projektowania maszyn o zewnętrznej średnicy rdzenia stojana d„ > 0,15 m, z izolacją klasy B należy wstępnie przyjąć gęstość prądu o ok. 10% mniejszą. W maszynach przeznaczonych do pracy dorywczej lub przerywanej można odpowiednio zwiększyć gęstość prądu.

Przyjęte na wstępie gęstości prądu są w dalszych etapach projektowania korygowane na podstawie wyników obliczeń cieplno-wentylacyjnych.

Dobierając wstępnie wartości indukcji, obciążenia prądowego oraz gęstości prądu, należy wziąć pod uwagę następujące okoliczności:

A. Przy zadanych wymiarach indukcje w ferromagnetycznych częściach obwodu magnetycznego są proporcjonalne do indukcji maksymalnej w szczelinie. Ze względu na napięcie magnetyczne (p. 9.3 -r-9.6) oraz straty mocy w rdzeniu (p. 11.3), wartości indukcji nie mogą być zbyt duże — tabL 7.7. Zwiększając zatem indukgę w szczelinie, trzeba jednocześnie zwiększać powierzchnie przekroju rdzenia, co powoduje zwiększenie jego masy m_ft. Jednocześnie można zmniejszyć obciążenie liniowe, a więc — albo zmniejszyć liczbę zwojów, albo prąd. W obu przypadkach zmniejsza się masa m_w uzwojenia. Stąd wniosek, że od ilorazu BJA, zależy stosunek mas m_F,/m_w. Jeżeli projektuje się maszynę optymalną pod względem kosztów, to na ostateczną wartość stosunku BJA, mają wpływ jednostkowe ceny stali magnetycznej, drutów nawojowych oraz materiałów elektroizolacyjnych, jak również — w mniejszym stopniu — koszty operacji technologicznych wykonania rdzenia oraz uzwojeń.

B. Maszyny o dużym stosunku BJA, charakteryzują się dużym przepływem na magnesowanie obwodu magnetycznego. Silniki indukcyjne mają zatem duży względny prąd biegu jałowego, mniejszy współczynnik mocy, ale łatwiej można w nich zapewnić dużą przeciążainość momentem obrotowym.

15*