TFW3520无刷同步发电机计算书..doc

TFW3520无刷同步发电机计算书 键的强度校核计算 本同步发电机轴伸端直径为250mm，按照机械标准选择对应的键规格-为C56×340。其中键的尺寸如下图1所示，轴上的键槽尺寸如图2所示。 图1 图2 根据以上数据，利用键连接的强度校核公式计算如下： 其中：T—传递的扭矩（N·mm） （N·m） =37000×1000（N·mm） d —轴的直径（mm） l —键的工作长度（mm），C型l=L-b/2=340-56/2=312（mm） k —键与轮毂的接触高度（mm）；平键k=0.4h=0.4×32=12.8（mm） 本发电机采用的键材料为45#钢，该材料的屈服强度为， 根据经验，材料的抗剪强度约为 根据以上计算数据可知＜ ，安全系数为。设计符合安全运行的要求。 二、短路电流的计算（采用标幺值计算） 根据电磁设计，发电机相关参数为：,，, ,,,, 三相突然短路电流 当有阻尼绕组时，定子突然短路电流的表达式为： 对于A相而言，最不利的情况是短路发生在的时刻，此时短路电流的表达式为： 其中 A相的最大瞬时冲击电流出现在短路后的半个周波（即t=T/2=0.01s）时，此时： 即最大三相短路电流为额定电流的13.84倍。 两相突然短路电流 两相突然短路时，忽略高次谐波，定子A相短路电流的（有阻尼绕组时）表达式为： 式中：，，0.145，，，，，，，为突然短路时转子的初相角，t为短路时间。 短路最不利的情况发生在时，这时短路电流的表达式为： 最大冲击电流出现在短路后的半个周波，即t=0.01s，频率f=50Hz，此时： 即最大两相短路电流为额定电流的6.74倍。 两相突然短路时，电机最大电磁转矩的近似计算表达式为： （标幺值） 三，非同期合闸 所谓非同期是指凡不符合准同期条件进行并列，即将带励磁机发电机并入电网，叫做非同期并网（或叫非同期合闸）。准同期并网条件就是并网操作前，调节发电机励磁，当发电机电压的相位、频率、幅值分别与并网点系统的电压、相位、频率、幅值相接近时，将发电机断路器合闸，完成并网操作。 非同期并网时，由于合闸冲击电流很大，巨大的冲击电流对发电机、变压器及对系统照成严重的冲击。机组将发生强烈的振动，使待并发电机绕组变形、扭弯、绝缘崩裂、定子绕组并头套熔化，甚至将绕组烧毁，即使当时没有损坏，也会造成严重的隐患，所以一般情况下不允许发生严重的非同期并网。 特殊情况下，当发电机以120°到180°的相位差并网时，在并网瞬间发电机内产生冲击电流，其周期分量有效值为： (1) 电磁转矩： (2) 式中： ——发电机定子基频交流分量起始幅值； ——发电机d轴次暂态电抗； ——变压器和系统电网电抗，=0.06229（703所提供）； ——发电机与电网并列时的合闸角； ——发电机电磁转矩 由式（1），在时,合闸冲击电流最大。假设发电机并网时发电机端电压的大小达到电网电压,即U=1,此时发电机内产生的冲击电流为: 10.3 T由2部分组成： 为同步转矩 为脉振转矩。当时，电磁转矩达到峰值： 令，可得=120°。 则 综上所述：发电机组应尽量避免在合闸角为120°左右并网，因为此时电磁转矩最大，对轴系统的扭应力最大。 3