Глава 3. ОБМОТОЧНЫЕ ДАННЫЕ РОТОРА

Конструкции роторов турбогенераторов представлены в [4, с. 219 – 280].

Обмоточные данные ротора характеризуются числом зубцовых делений , числом обмотанных пазов , размерами пазов – высотой и шириной . Предварительно обмоточные данные и размеры паза ротора для турбогенераторов с косвенным охлаждением обмотки ротора можно определить по рис. 3.1, а при непосредственном охлаждении обмотки ротора водородом – по рис. 3.2, [1, 5].

При допустимом напряжении в зубцах ротора обмотка возбуждения должна обеспечить номинальную намагничивающую силу (МДС) на пару полюсов [1]:

, (3.1)

где – обмоточный коэффициент основной гармоники обмотки возбуждения,

,

причем .

Коэффициент реактивной мощности в формуле (3.1)

,

МДС реакции якоря по прямоугольной волне на пару полюсов

. (3.2)

Для определения размеров паза ротора по кривым (рис. 3.1) или (рис. 3.2) рассчитывается правая часть выражения

. (3.3)

Коэффициент заполнения паза ротора медью обмотки в расчетах правой части выражения (3.3) принимается при косвенном охлаждении и при непосредственном охлаждении обмотки ротора [5].

 

Рис. З.1. К определению размеров паза ротора турбогенераторов (типа Т, ТВ)

с косвенным охлаждением обмотки ротора

Рис. З.2. К определению размеров паза ротора турбогенераторов (типа ТВФ, ТВВ) с непосредственным охлаждением обмотки ротора

Плотность тока в обмотке ротора при косвенном воздушном и водородном охлаждении обмотки ротора выбирается по рис. 3.3 в зависимости от ширины меди в пазу ротора и толщины миканитовой гильзы (пазовой изоляции). Для турбогенераторов с непосредственным охлаждением обмотки ротора плотность тока рекомендуется выбирать в пределах для турбогенераторов типа ТВФ и для турбогенераторов типа ТВВ [5, с. 229]. Коэффициент выбирается в пределах .

 

Рис. 3.3. К выбору плотности тока в обмотке возбуждения

турбогенераторов серий Т, ТВ при толщине миканитовой

гильзы: 1 – 1 мм, 2 – 1, 2 мм

 

После расчета правой части выражения (3.3) в зависимости от охлаждения обмотки ротора (косвенное или непосредственное) определяются размеры паза ротора или по рис. 3.1, или по рис. 3.2.

Например, для турбогенератора с косвенным охлаждением обмотки ротора при коэффициенте по формуле (3.2) получено

,

Диаметр ротора м. Для этого случая пунктирными линиями на рис. 3.1 показано определение основных соотношений размеров паза ротора и механических напряжений: м, ; , , , где – ширина корня зубца ротора, и – соответственно напряжение в корне зубца и на поверхности центрального отверстия ротора.

Далее следует задаться, например, шириной паза ротора , воспользовавшись табл. 3.1. При этом необходимо учесть размеры обмоточной меди (табл. 3.2) и толщину односторонней изоляции паза ротора.

Односторонняя толщина изоляции для обмоток роторов с косвенным охлаждением принимается и для обмоток роторов с непосредственным охлаждением – .

Таблица 3.1

, м	0, 02...0, 022	0, 023...0, 025	0, 026...0, 028	0, 03...0, 033
МВт	0, 5...3	6...12	25...30	50 и более

 

Таблица 3.2

Размеры проводника	Площадь сечения мм2
толщина мм	ширина мм
3, 2	21, 5	68, 0
3, 3	22, 5	73, 34
3, 53	19, 5	67, 97
4, 4	25, 0	109, 14
5, 0	28, 0	134, 6
5, 7	21, 5	120, 57
7, 0	28, 0	190, 6
7, 9	35, 0	271, 0

 

Более широкий выбор размеров обмоточного провода представлен в [2].

Предположим, что мощность турбогенератора 30 МВт. Ширина паза ротора по табл. 3.1 28 мм. Ширина проводника с учетом односторонней толщины изоляции

28 – 4 = 24, 0 мм.

Выбираем по табл. 3.2 ближайший по ширине проводник с размерами: 25 мм, 4, 4 мм, 109, 14 и уточняем ширину паза ротора

=0, 029 м.

Ширина паза м, отношение и определенные по рис. 3.1 соотношения , , позволяют рассчитать ширину корня зубца ротора

0, 029/2, 1= 0, 014 м,

 

число зубцовых делений ротора

57, 14

и число пазов, заполненных обмоткой ротора,

38, 11.

Числа и должны быть целыми, а число – кратно четырем. Принимаем , и уточняем коэффициент

.

Минимальная ширина корня зубца из технологических соображений должна быть не менее 0, 01...0, 012 м при диаметрах ротора м и не менее 0, 006...0, 008 м при диаметрах ротора м.

При выборе формы пазов ротора следует учесть, что ротора турбогенераторов типа ТВВ мощностью 500 МВт и более имеют трапецеидальную форму пазов [2, 4].