汽轮发电机的设计--马杰.doc

哈 尔 滨 理 工 大 学毕 业 设 计题 目: 汽轮发电机的设计院、 系: 电气与电子工程学院姓 名: 马杰指导教师: 丁树业系 主 任: 2010年6月10日哈尔滨理工大学学士学位论文汽轮发电机的设计摘要随着我国国民经济的迅速增长，电力的需求也在不断的增加，电网的建设规模也在不断扩大，而我国80%的发电量来自于汽轮发电机，所以汽轮发电机在电力工业的发展中占有及其重要的位置，本文采用传统的计算方法对200MW空冷汽轮发电机进行了设计。首先，综述了汽轮发电机的国内、外的发展现状以及现代电网对汽轮发电机的要求。然后介绍了汽轮发电机的基本结构，通风系统及其设计原理，并结合现有的设计技术进行了详细的电磁设计，包括基本尺寸的确定、磁路计算、电机的温升和损耗计以及电抗、时间常数和短路电流等的计算。通过计算，电机的温升、效率等性能指标均达到设计要求，最后对所有的计算做了总结，分析了影响电机性能指标的一些参数，论文的结尾对我国的汽轮发电机工业的发展进行了展望，使整篇文章的结构更加紧凑。通过本课题的研究进一步加深了对汽轮发电机设计的基本方法的理解，尤其是对影响电机性能的参数分析，为以后的学习和工作奠定了良好的基础，有助于提高计算的精度，对电机参数的选取也会更加准确。关键词 汽轮发电机；电磁设计；温升；效率Turbo-generator DesignAbstractWith the rapid growth of the national economy in China, the demand for electricity are constantly increasing, the construction of the power grid is growing, and 80% electricity from the turbine generator, so the turbo generator in the development of electric power industry occupies an important position, and based on the traditional calculation method of 200MW air-cooled turbine generator to carry on the design.First, summarized the domestic and foreign turbine generator and the development status of modern power on steam turbine generator. Then introduces the basic structure of steam turbine generator and its design principles, ventilation system, combining the current design techniques, including the detailed design of electromagnetic basic dimensions, the motor temperature calculation, the magnetic circuit reactance, project and loss and the time constant of short-circuit current calculation and etc. Through the calculation of temperature, efficiency, motor performance indexes meet the design requirements for all the calculation, and finally summarizes, analyzed the influence of some parameters of the motor performance at the end of the paper, the steam turbine generator in our industry development prospects, make the whole article is more compact structure.Through this topic research further deepened to steam turbine generator design method, especially for the understanding of the effect the performance of motor parameter analysis for the future study and work has laid a good foundation, which helps to improve the calculation accuracy of motor, the parameter selection will also more accurate.Keywords Turbo-generatoi ；Electromagnetic Design；Temperature rising；EfficiencyII哈尔滨理工大学学士学位论文目 录摘要IAbstract第1章 绪论11.1 课题研究的目的和意义11.2 汽轮发电机的国内、外发展现状21.3 课题的研究内容3第2章 汽轮发电机的基本结构及设计原理42.1 汽轮发电机的基本结构42.1.1 定子铁心42.1.2 定子绕组42.1.3 定子机座与端盖52.1.4 转轴52.1.5 转子绕组62.1.6 护环和中心环62.1.7 转子槽楔62.1.8 风扇和通风系统72.2 现代电力系统对汽轮发电机的要求72.2.1 汽轮发电机轴系自然扭振频率和承受电网冲击的能力72.2.2 大机组应具备承受高压线路单相重合闸和误并列的能力72.2.3 汽轮发电机组的频率变化能力和快关问题82.2.4 大机组应具备吸收无功功率调峰能力和失磁异步运行能力82.3 大型汽轮发电机的设计原理82.3.1 主要尺寸的确定92.3.2 磁路的分析92.4通风系统10第3章 汽轮发电机的电磁设计123.1 基本数据123.1.1 额定数据123.1.2 定子绕组数据133.1.3 转子绕组数据153.2磁路计算163.2.1 磁路尺寸163.2.2 空载磁势计算213.2.3 负载磁势计算253.3 有效材料的重量及电机常数273.4 损耗计算293.4.1 短路损耗293.4.2 空载损耗313.4.3 励磁损耗333.4.4 机械损耗333.4.5 总损耗和效率343.5 温升计算343.5.1 定子绕组和铁心的温升343.5.2转子绕组的温升383.6电抗、时间常数及短路电流的计算423.6.1 电抗423.6.2 时间常数433.6.3 短路电流443.7 电磁计算结果的分析463.8 本章小结：47结论49致谢50参考文献51附录A52附录B异步电动机的直接转矩控制原理与展望63第1章 绪论1.1 课题研究的目的和意义进入21世纪，电力仍然是最现代化的动力，是衡量一个国家经济发展水平的重要标志，到2000年底中国大陆发电设备总装机容量达到3.16亿KW,年发电量达13500亿KWh均列世界第二位，但我国的人均发电装机容量只有0.24KW，世界排名第80名以后年人均用电量1042kWh不到世界平均水平的一半；全国还有近10个无电县，还有近6000万人口没有用上电。从1996年下半年开始，全国发电量增长速度有所减缓，电供过于求。这是与我国用电结构及工业调整有关，并非电力供应已真正满足。发达国家人均发电设备占有量为23KW，人均年用电量9000-20000KWh,中国大陆目前人均发电设备及发电占有量，与之相差10倍以上，比香港、台湾地区也相差5倍以上1。2003年初国家调整电力建设规划，计划“十五”后3年内每年新开工电源建设不少于2.5万MW，因此，全国掀起了电源建设的热潮，2003年进入电力建设市场的资金超过2000亿元，许多省市都提出了庞大的电力建设规划，2003年内蒙古半年内就提出规划项目50个，规划装机容量达4万MW。2004年全国发电设备产量达到7.13788万MW，又较2003年增长92.9%。上海汽轮发电机有限公司2003年生产了10100MW汽轮发电机，2004年生产了15080MW汽轮发电机3。至2004年底上海共生产了约10万MW汽轮发电机。因此需要我国电力行业的人才在本国技术的基础上引进并消化吸收国外的先进技术自主创新，使我国的发电技术得到提高。汽轮发电机是发电厂的关键设备，是电能的直接生产者，我国约有80%发电量来自于汽轮发电机，所以汽轮发电机的发展在电力工业的发展中占有重要地位。目前由我国自主制造的超超临界1000兆瓦汽轮发电机是国际上功率最大、最先进的巨型火力发电机，每年可节约2亿吨煤炭，但面对激烈的市场竞争，我国的技术能力与发达国家相比仍有很大的差距，发达国家在80年代之后汽轮发电机技术就已经成熟，并实现了系列化、标准化，已能满足电力工业的需要，这就要求我们要在深入了解国家产业结构的基础上提高企业的核心竞争能力、提高我们的原创能力，把我国的汽轮发电机产业做的更大更强，这也是当务之急，本论文针对大容量汽轮发电机的基本结构及其设计发法进行了研究进行了设计鼓励我们这些电机专业的毕业生也应该对自己提出了更高的要求，不断学习，积极进取，加强创新能力，为我国的电力事业贡献自己的力量。1.2 汽轮发电机的国内、外发展现状近年来，一些发达国家可开发的水力资源日趋枯竭，火电站又有建厂快、投资少的优点，因而大多数国家以建设火电站为主，而石油资源日趋枯竭，有些国家又缺乏石油资源，迫使许多国家发展原子能电站，这些都促使汽轮发电机的发展蒸蒸日上。在产品方面：50年代，大型汽轮发电机的单机容量多在100200MW，60年代增至300600MW，70年代起，已先后制成8001300MW的机组。 建国以来我国的汽轮发电机产业有了飞速的发展，70年代以前的发展情况如表1-2-1所示，其中大部分汽轮发电机是我国自行研制或在国外先进技术的基础上结合中国的国情优化设计的，我国在1986年研制成300MW双水内冷和全氢冷汽轮发电机的基础上，1989年又研制出了优化型300MW水氢冷汽轮发电机，并投入运行，600MW的单机也逐渐进入倒了电力系统。这些电机的主要性能也达到了国际先进水平我国的发电机制造业也达到了国际先进的水平2。预计到2050年我国约有70%的发电量仍是由汽轮发电机发出的，在不断发展的大机组、高参数、高度自动化的大电网中大型汽轮发电机的设计制造，还有很多新的问题有待研究。表1-2-1 国产汽轮发电机单机容量增长情况时间195419591960196919701971型号QF-6-2QFQ-50-2TQN-100-2QFS-125-2QFQS-200-2QFS-200-2QFS-300-2单机容量（MW）650100125200300冷却方式空冷氢外冷氢外冷双水内冷定子水冷，转子氢内冷双水内冷双水内冷国外发达国家汽轮发电机技术进入80年代之后技术已经成熟。产品定性型，实现了系列化、标准化，产品技术经济性能先进，运行可靠，能充分满足电力工业的需要，但是，自80年代以来，由于巨型机组暴露出的一些问题，加之电力工业对七轮发电机的需量增长减缓，国外汽轮发电机工业从鼎盛时期的高速发展走向平稳发展阶段，基本上停滞不前。最明显的是美国的GE公司和西屋公司。在70年代， GE公司和西屋公司汽轮发电机的年产量都突破20000MW大关，进入80年代后期后产量就急剧下降，目前更是一蹶不振。欧洲一些公司和苏联“电力”厂的情况也有些类似。从70年代起，核电单机容量的增长速度就超过常规机组。进入80年代后，国外许多公司都研制成功1000MW级及以上的核电机组，投运的许多核电机组的单机容量也超过1000MW。相比之下，投运的常规机中仍以500-600MW级机组为主力机组。但是，目前核电汽轮发电机的发展速度已减缓，甚至停滞不前，而自70年代后期开始，空冷汽轮发电机由于采用了一些列的新术，其技术性能得到了迅速提高，其额度运行效率已可以与同容量级的氢冷汽轮发电机相匹敌。在70年代至80年代，国外相继制成一批1000MW级的大型汽轮发电机(包括核电汽轮发电机)。但运行后初期这些机组普遍可靠性不高，机组强迫停机率高，可用系数较低。一般都要经过5年左右的改造完善才能稳定运行。因此从70年代开始，国外针对这一问题，广泛开展了可靠性研究工作，开展了大型发电机组的运行监测和事故诊断研究工作，并逐渐在一些大机组中得到了应用。目前1000MW级的汽轮发电机的可用系数以达到99%左右大型汽轮发电机的强迫停机率已降至0.04%-0.4%。大修间隔可达到5年，机组寿命可达35-40年4。目前，国外汽轮发电机的最大单机容量已达1710MVA（4极）和1412MVA（两极）1.3 课题的研究内容本论文的主要研究内容包括三部分：第1章明确本论文的研究目的以及研究的意义，通过查阅大量的相关资料了解了汽轮发电机的国内、外的发展现状。第2章对汽轮发电机的基本结构做了详细的介绍，并明确了设计原理，进一步了解了现代电网对汽轮发电机的要求。第3部分主要是对200MW空冷汽轮发电机做了详细的电磁设计，并将计算的效率、温升、电抗等与给定值进行比较，分析误差原因以利于以后的工作中对参数的选取。第2章 汽轮发电机的基本结构及设计原理2.1 汽轮发电机的基本结构汽轮发电机是由定子铁心、定子绕组、定子机座与端盖、转轴、转子绕组、护环和中心环、风扇，集电环和电刷以及通风系统组成的，虽然随着容量与冷却技术的发展，结构上出现了一些变化，但是空气冷却的汽轮发电机所采用的结构仍然是其他各种冷却方式的汽轮发电机结构的基础，下面将其结构具体介绍如下。2.1.1 定子铁心定子铁心是构成磁回路和固定定子绕组的重要部件，要求其导磁性能好，损耗低，刚度好，振动小，并在结构及通风系统布置上有良好的冷却效果。定子铁心的结构包括冲片、铁心和定位筋等，定子冲片一般是扇形的，用0.35mm或0.5mm厚的硅钢片冲制，冲后涂刷1611或H52硅钢片漆。常用硅钢片牌号中热轧为D41或D42；冷轧的为D330.由于汽轮发电机定子铁心轭部损耗较大，所以当采用由晶粒取向冷轧硅钢片冲制的扇形片时，通常使铁心轭部磁通的方向顺着硅钢片的轧制方向，并且冲片的夹角不宜大于70O。铁心是由冲片叠压组成，沿轴向分成很多叠片段，每段3至6厘米，段间设8毫米至10毫米宽的径向通风沟。一般在每段叠片的中部以及靠近两端处加垫0.2毫米厚的绝缘片，以限制片间绝缘损坏时可能烧伤铁心的短路电流值，铁心一般均用径向通风，其通风结构应与电机的通风冷却系统相配合。为了改善端部的磁场分布，铁心两端设有阶梯式的叠片段。有的电机还在这几段冲片的齿中间冲有狭长槽，以减低端部漏磁在齿中引起的涡流损耗。定位筋是用以固定铁心。2.1.2 定子绕组定子绕组除较小容量的电机有采用框式的线圈外，通常采用兰式双层短距叠绕组，每一线圈由两根条形线棒组成，其形式如图2-2所示，表面冷却的线棒由若干根实心股线组成，内部冷却的线棒则由若干根实心和空心的混合组成，在槽内用槽契做径向固定，端部用绑扎或压板固定，也可用二者结合固定方式。图2-2 定子绕组的结构图 2.1.3 定子机座与端盖机座应具有足够的刚度和强度，使其在加工、运输、起吊和运行中受到各种力和转矩的作用时，不产生不允许的变形。机座采用焊接结构。当定子铁心和机座为弹性联结时，应使机座的固有频率与2f即100HZ相差汽轮发电机的转轴一般是铸成整体的，但也有个别采用组合式转轴。转轴的本体部分作为磁极，用专门的铣床或龙门刨床加工出若干槽子，以便放置励磁绕组，无槽的大齿为磁极极身。转子在运行和超速实验时产生的应力是较高的，因此转轴铸件要用机械强度较高的合金钢来制造。2.1.4 转轴汽轮发电机的转轴一般是铸成整体的，但也有个别采用组合式转轴。转轴的本体部分作为磁极，用专门的铣床或一般的龙门刨床加工出若干槽子，以便放置励磁绕组，无槽的大齿为磁极极身。图2-3为转子槽已加工完的转轴。图2-3 转子槽已加工完的转轴2.1.5 转子绕组转子采用同心式绕组，由若干个线圈组成。气体表面冷却的转子线圈结构较为简单，他是用裸铜线连续绕制，然后在粘上或垫上匝间绝缘的转子绕组槽部用槽契固定，端部径向用护环、轴向用垫块和中心环固定，绕组端部沿轴向略有锥度。有些空气或氢冷却汽轮发电机转子线圈采用含铜0.030.1%的铜线来绕制；含银铜线具有比一般铜线较好的抗蠕变性能和较高的屈服点。2.1.6 护环和中心环护环套在转子绕组端部外面，使其在离心力作用下不至沿径向位移。护环的两端分别热套在转子本体及中心环上，中心环（连同绝缘垫块）是用来阻止转子绕组端部沿轴向外移的。常用的有刚性固定的护环中心环和悬挂式的护环中心环两种。2.1.7 转子槽楔转子槽楔用以固定转子线圈，承受线圈的离心力。但由于处于转子表面，如果采用适当的材料也可以使其成为阻尼系统的一部分，此时倍频电流将在其中产生损耗并使其发热。为使槽楔受力均匀，且使阻尼回路畅通，槽楔的鸽尾斜面和转子齿的斜面必须紧密接触。2.1.8 风扇和通风系统汽轮发电机中使用的风扇有后倾叶片离心式和旋浆式两种。离心式风扇通常用于25MW以下的电机。压头较高，流量较小，机械效率约为25%30%。旋浆式风扇通常用于50MW以上的中大容量发电机，压头较低，流量较大机械效率约为40%60%。汽轮发电机通常采用闭路循环通风系统。这种系统具有防尘、防潮、冷却介质不受环境温度影响和一定的噪声隔离能力等优点。以氢作为冷却介质时，发电机机座和端盖等在结构和机械强度上应该满足防爆要求。我国用的较多的是压入式两进三出径向闭路循环通风系统，在风扇的作用下，冷却介质被压入定、转子以冷却定子绕组、铁心和转子绕组，然后经由冷却器冷却后又进入风扇。压入式系统的特点是定子绕组端部和铁心端取得较好的冷却。另一类是抽出（或吸入）式闭路循环通风系统。此时冷却介质被风扇从有效部分抽出，然后经由冷却器冷却后再进入定子铁心背部。抽出式系统的特点是进入有效部分的冷却介质温度不受风扇损害的影响。2.2 现代电力系统对汽轮发电机的要求现代电力系统是以大电厂、大机组、高电压、高自动化程度为标志的现代化大电网。必须实现大电网与大机组的协调，以提高大电网与大机组的可靠性，充分发挥他们相互作用的有利因素与技术经济效益，防止由于他们的相互影响、连锁而造成大电网大机组的事故。 现将我国电力部门对大型汽轮发电机的技术要求简单列出如下：2.2.1 汽轮发电机轴系自然扭振频率和承受电网冲击的能力首先，要有大机组每一段轴的自然扭振频率数据。其次，大机组的每一轴段的自然扭振频率不应处在工频的0.9至1.1及1.9至2.1范围内。最后，要明确一个部门提供包括发电机与汽轮机作为一个整体的各段数据，还要求同时提供轴系扭应力对其寿命影响或疲劳损耗曲线。由于电网稳定破坏是运行中不能完全避免的，要求大机组在其升压变压器阻抗假定为15%，联接的系统短路容量为4，300MVA，能承受20个震荡周期的失步运行。短路承受震荡的限制条件在发电机失步短路运行时，应限制发电机电流及其转轴上力矩不超过当发电机出口三相或两相短路时的0.60.7倍。2.2.2 大机组应具备承受高压线路单相重合闸和误并列的能力 大机组应具备承受高压线路单相重合闸的能力，而不影响其可靠性。误并列能力的要求是指，大机组在升压变压器阻抗假定为15%联接系统的短路容量为43000MVA时，机组在保证寿命期间能承受180度误并列5次，120度误并列2次，其扭矩不应超过其轴材料极限，联轴器、定子铁心机座及基础螺栓等应无显著损坏现象。2.2.3 汽轮发电机组的频率变化能力和快关问题 技术条件应明确机组可以长期安全运行的频率范围为48.5至50.5HZ（国标汽轮发电机频率范围为4951HZ）。大机组要根据系统稳定要求和机组条件具备快关的条件与装备( 瞬时快关或持续快关)。2.2.4 大机组应具备吸收无功功率调峰能力和失磁异步运行能力首先要求制造厂提供在不同冷却条件下，发电机的有功与无功功率曲线。其次，在有功功率为额定值时，汽轮发电机至少可以按功率因数为进相0.95的条件吸收无功功率。所有新建火力大机组都要求具备一定的调峰能力。要求从大机组及锅炉的设计上采取措施，锅炉争取在不需油助燃条件下，根据燃煤的媒质与挥发成份，明确最低负荷运行能力以及负荷变动的速度。发电机的各部件热胀冷缩应做到不会影响绝缘和部件损坏，大机组除能适应负荷大幅度变动外还要求能满足汽轮发电机组二班制运行的频繁起动工况。这就需要汽轮发电机转子各部件按寿命期间能满足一万次要求设计，定子、转子绕组绝缘应能经受10000次热循环试验。大型发电机失磁后立即自动减负荷，有功功率在30秒内减到0.6标幺值，并在2分钟内减到0.4标幺值，定子和转子电流不大于1.01.1标幺值，允许运行10分钟5。2.3 大型汽轮发电机的设计原理现以型号为QF2002的空冷汽轮发电机为例，叙述其设计发法，其技术数据如下：额定容量:235.294MVA额定功率：200MW定子绕组连接方式：YY额定电压：18KV额定电流：7547A额定转速;3000r/min额定功率因数：0.85相数：3额定频率：50HZ绝缘等级：F级（温升按B级考核）冷却方式;空冷额定励磁电压;253.73V额定励磁电流：1617.72A短路比：0.56直轴同步电抗不饱和值:210.47%直轴瞬变电抗不饱和值：22.47%直轴超瞬变电抗不饱和值：21.22%直轴开路瞬变时间常:16.32s2.3.1 主要尺寸的确定汽轮发电机电磁设计首先应根据以确定的产品容量、转速、规格和性能的要求，从国外的设计制造相近容量的经验中，选择发电机的合理系数（或称电机常数）从而选定出主要尺寸，包括发电机的转子的本体直径和长度的确定，定子铁心直径和长度的确定，定子槽数、绕组并联支路数和槽形的确定以及转子槽数和槽形的确定等。在汽轮发电机的设计中，多数以几个标准的转子外径尺寸作为电磁设计主要尺寸选取的起点。转子有效部分的长度、气隙大小、定子铁心的直径、长度、槽形、槽数，转子槽数、槽形、槽分度数的选定，要考虑各部分磁路的磁密都应在允许的饱和范围内，即与气隙的磁通密度及线负荷AS1值直接相连。此外还要考虑转子齿的应力水平以及是否会产生过大谐波等因素。大型空冷汽轮发电机的磁路计算研究哈尔滨电站工程有限责任公司 高飞 2010.1电站系统工程第26卷第一期2.3.2 磁路的分析2.3.2.1 磁路计算的假设和基础汽轮发电机转子磁场都当作恒定磁场来计算。忽略定子硅钢片的磁滞和涡流对磁场的分析的影响，铁心部分采用交流磁化曲线。通常，将空间不均匀分布的磁场化成磁通沿截面和长度上均匀分布的磁路时，是通过各种校正系数来实现一定的计算精度的。2.3.2.2 空载额定相电压下的每极磁通按电指，每极基波磁通:式中：W1定子每相串联匝数；基波绕组系数。2.3.2.3 气隙的磁通密度和磁动势在汽轮发电机主磁路的总磁动势中，定子和转子之间气隙磁动势占有很大的比例（60%75%），气隙磁动势的大小直接影响发电机的励磁电流的大小和短路比等性能值。因为气隙长度相对比较小，可以认为气隙径向磁通密度沿气隙长度上保持不变。2.3.2.4 定子铁心齿磁通密度和齿磁动势（1）定子齿磁通密度当定子铁心齿中的磁通密度小于1.8T的时候，可以认为磁通全部由齿中通过，而槽中没有磁通。由于齿的截面是变化的，所以沿齿高各点的磁通密度是不同的一般以距定子内圆齿顶1/3齿高处的磁通密度作为齿的平均密度进行定子齿磁路的计算。隐极式汽轮发电机取一个极下等值凸极式转子极弧所对的定子齿界面。（2）定子齿磁动势的计算近似计算发法最常用的是按1/3齿高处的截面计算，另一种是计算齿顶、齿中、齿根3个截面并采用抛物线近似积分法。按1/3齿高处的截面计算定子齿磁动势：在磁路计算时把汽轮发电机转子磁场当作恒定磁场来计算。忽略定子硅钢片的磁滞和涡流对磁场分析的影响。通常将空间不均匀分布的磁场化成磁通沿截面和长度上均匀分布的磁路进行计算。2.4通风系统定子采用3进4出多路通风，空气表面冷却，转子采用副槽内冷通风（端部一路半通风），控制总风量，优化风量布置。全封闭通风冷却，动、静配合面采用高压气封的防止油污和灰尘进入，补风处配置空气净化器以杜绝灰尘侵入防止灰尘进入6。 风路如图2-4所示图2-4 200MW空冷汽轮发电机风路图本章小结：本章共分为三部分：第一节以图文并茂的方式介绍了汽轮发电机的基本结构，包括定子铁心、定子绕组、转轴、转子绕组以及通风冷却系统等，使整篇文章的结构紧凑、清晰易懂。第二节主要介绍了现代电力系统对汽轮发电机的要求，以便了解以后的研究方向。第三节是设计原理的介绍，包括基本尺寸的确定，磁路的分析并以200MW汽轮发电机为例介绍了其通风结构，通过这些介绍可以对汽轮发电机的结构有一个初步的了解，并理解了设计的方法，尤其是对磁路的分析尤为重要，为后面的电磁设计打下良好的基础。第3章 汽轮发电机的电磁设计3.1 基本数据3.1.1 额定数据1.额定功率 (视在)(MVA)2.功率因数3.有功功率(MW)4.无功功率(Mva)5.额定电压6.额定电流(A)7.相电压（V）8.相电流(A)9.额定转速 10.额定频率 11.极对数 3.1.2 定子绕组数据12.定子槽数13.每极每相槽数14.每槽有效导体数15.每相并联支路数 16.每相串联匝数17.绕组的节距18.绕组的短距比 查表1得 19.线圈股线尺寸铜线计算界面 查表2得：上（下）层(mm2) 20.每根有效导体沿高度的股线排数上层下层21.每根有效导体沿宽度的股线列数上层下层22.每根有效导体的截面积 (mm2)23.极距 (mm)24.每半匝线圈的端部长度 =3694(mm)25.定子绕组每匝的平均长度 (mm)26.定子每相绕组的电阻 27.定子电流密度 (A/mm2)28.定子线负荷 (A/cm)29.定子线负荷与电流密度的乘积3.1.3 转子绕组数据30.转子槽数 31.转子齿分度数 32.比值 查表3得 33.每极的线圈数 34.每槽有效导体数 35.每极线圈并联支路数 36.每极线圈串联匝数 37.裸铜线尺寸 (mm2)38.铜线截面积(mm2)39.极弧系数查表4得 40.每半匝线圈的端部长度 (mm)41.转子线圈每匝的平均长度 (mm)42.转子每对极绕组的电阻 3.2磁路计算3.2.1 磁路尺寸43.定子铁心外径 (mm)44.定子铁心内径(mm)45.转子外径 (mm)46.转子中心孔直径 (mm)47.定子槽宽（冲片）(mm)48.定子槽深（冲片） (mm)49.转子槽宽 (mm)50.转子槽深(mm)51.定子齿根处直径 (mm)52.定子1/3齿高处直径 (mm)53.转子0.7齿高处直径 (mm)54.转子0.2齿高处直径 (mm)55.转子齿跟处直径 (mm)56.定子齿根处的齿距 (mm)57.定子1/3齿高处的齿距 (mm)58.定子内径的齿距(mm)59.转子外径齿距 (mm)60.转子0.7齿高处的齿距 (mm)61.转子0.2齿高处的齿距 (mm)62.转子齿根处的齿距 (mm)63.定子齿根处的齿宽(mm)64.定子1/3齿高处的齿宽(mm)65.定子内径的齿宽 (mm)66.转子外径的齿宽(mm)67.转子0.7齿高处的齿宽(mm)68.转子0.2齿高处的齿宽(mm)69.转子齿根处的齿宽(mm)70.定子铁心轭高 (mm)71.转子轭高(mm)72.定子径向通风沟数73.定子径向通风沟宽(mm)74.转子表面散热沟数75.转子表面散热沟距76.转子表面散热沟宽77.转子表面散热沟深78.转子每个大齿上的轴向的通风槽数79.转子大齿上轴向通风沟宽(mm)80.转子大齿上轴向通风沟深(mm)81.定子铁心总长度 (mm)82.无通风沟的定子铁心长度(mm)83.定子铁心净长度(mm)其中 硅钢片厚0.5涂漆 84.定子铁心段的平均长度(mm)85.转子本体长度(mm)86.单边气隙 (mm)87.每极的气隙截面积 （cm2）88.定子铁心轭的截面积 （cm2）89.定子1/3齿高处每极内齿的截面积 (cm2)90.转子每厘米槽宽宽横轴上的投影总和 查表5得 91.转子0.7齿高处每极内齿的截面积 (cm2)92.转子0.2齿高齿每极内齿的截面积 (cm2)注：当 则第92条中的93.转子轭的截面积 (cm2)94.定子铁心轭的磁路计算长度(cm)95.定子齿部磁路长度(cm)96.转子齿的磁路长度 (cm)97.转子轭的磁路长度(cm)98.磁分流系数99.磁分流系数100.磁分流系数3.2.2 空载磁势计算101.定子槽的气隙系数 102.定子通风沟的气隙系数103.转子表面散热沟的气隙系数转子表面小齿的气隙系数104.定子铁心两端阶梯的气隙系数其中 定转子铁心平均长度105.气隙系数 106.定子绕组系数 107.空载额定电压时的每极磁通(Wb)108.气隙中的磁通密度(T)109.定子铁心轭中的磁通密度 (T)110.定子铁心轭中的计算磁通密度(T)其中 111.定子铁心中的磁通密度 (T)112.定子铁心轭的单位磁势 查表11得 113.定子铁心齿的单位磁势 查表11得 114.定子铁心轭的磁势115.定子铁心齿的磁势116.每极的气隙磁势117.定子和气隙的总磁势118.转子槽的漏磁导119.转子槽的漏磁通(Wb)120.护环外径 121.护环内径122.通过磁性护环的转子漏磁通 （护环搭在转子本体上）(Wb)123.转子每极磁通用非磁性护环：124.转子齿截面上的磁通密度(T)125.转子齿截面上的磁通密度(T)126.转子轭的磁通密度(T)127.与相应的单位磁势当时 查表13得 128.与相应的单位磁势当时 查图10得129.转子轭的单位磁势查表13得 130.与相应的磁势131.与相应的磁势132.转子轭的磁势 133.空载、额定电压时的每极总磁势 134.空载、额定电压时的激磁电流 135.空载、额定电压时对应于气隙磁势的激磁电流3.2.3 负载磁势计算136.定子绕组槽漏抗当 其中 137.定子绕组端部漏抗 138.保梯电抗(用非磁性护环)139.额定负载时内电势的标幺值140.内电势的有效值 141.与内电势相应的每极磁通 (Wb)142.与内电势相应的每极总磁势依按第条计算得 143.与内电势相应的激磁电流 144.电枢反应的磁势 145.转子绕组系数 146.与电枢反应相应的激磁电流147.短路电流为额定电流值时的激磁电流148.短路电流为额定电流值时的电枢反应磁势149.额定负载时的激磁电流 150.短路比151.静过载能力 152.转子的电流密度 153.额定负载时滑环上的电压 154.额定负载时转子铜耗 155.转子线负荷 156.转子线负荷与电流密度的乘积3.3 有效材料的重量及电机常数157.定子铁心轭的重量 158.定子齿的重量式中：159.定子铁心总重量160.定子绕组铜重上、下层： 161.转子绕组铜重 162.定转子绕组总铜重 163.单位功率的定子铁重164.单位功率铜重165.电机常数 3.4 损耗计算3.4.1 短路损耗166.在额定电流和温度75时的定子绕组的铜损耗 167.额定电流时绕组的附加损耗 上、下层 168.转子磁场高次谐波在定子表面产生损耗的计算系数查表15得 169.转子磁场高次谐波在定子表面产生的损耗 (kW)170.转子齿谐波在定子表面产生损耗的计算系数 171.转子齿谐波在定子表面产生的损耗 (kW)172.转子齿谐波在定子齿中产生的脉动损耗的计算系数 173.转子齿谐波在定子齿中产生的脉动损耗 (kW)174.定子磁场高次谐波在转子表面产生的损耗的计算系数由查表14得 175.定子磁场高次谐波在在转子表面产生的损耗 (kW)176.定子齿谐波在转子表面产生的损耗的计算系数 查表18 由得 177.定子齿谐波在在转子表面产生的损耗 178.短路附加损耗 (kW)179.短路损耗3.4.2 空载损耗180.定子铁心轭的铁损耗 181.定子齿的铁损耗 182.定子轭及齿的基本铁损耗 183.转子磁场高次谐波在定子表面产生的损耗 184.转子齿谐波在定子表面产生的损耗 185.转子齿谐波在定子齿中产生的脉动损耗 186.定子齿谐波在转子表面产生的损耗 187.空载附加损耗 (kW)188.空载损耗3.4.3 励磁损耗189.额定负载时的励磁损耗（与励磁机不同轴） (kW)3.4.4 机械损耗190.转子与冷却气体的摩擦损耗 191.转子护环与冷却气体的摩擦损耗 192.转子表面散热沟与冷却气体摩擦损耗(kW)193.轴承中的摩擦损耗194.冷却气体的消耗量 195.风扇的摩擦损耗 196.机械损耗 (kW)3.4.5 总损耗和效率197.电机总损耗 (kW)198.电机的效率 3.5 温升计算3.5.1 定子绕组和铁心的温升199.定子每段铁心的外圆冷却面积 200.径向通风沟每侧的冷却面积 201.每段铁心的内圆冷却面积 202.径向通风沟每侧在轭部的冷却面积 203.在径向通风沟中绕组的范围内的冷却气体速度 (m/s)径向通风沟的出风路数204.在铁心轭范围内的冷却气体速度 205.在径向通风沟中绕组范围内的铁心散热系数206.在径向通风沟中铁心轭范围内的铁心散热系数 207.在径向通风沟中两侧铁心的平均散热系数 208.定子铁心外圆的散热系数 209.定子铁心内圆的散热系数 式中依转子圆周 由图11得 210.在每径向通风沟中的绕组绝缘热阻 其中 定子绕组冷却表面周长（cm） 计算高度 单边绝缘厚度绝缘的导热系数；对云母绝缘为 211.每个通风沟中的绕组的表面热阻 212.每段铁心中绕组的绝缘热阻 213.每段铁心的表面热阻 214.每段铁心的铁损耗 215.一段铁心与一个通风沟内的铜损耗 216.定子绕组的热流密度 (W/cm3)式中系数 217.定子绕组的绝缘温度降 218.冷却气体总温升(包括风扇温升) 219.定子绕组的最高温升 220.定子铁心的最高温升3.5.2转子绕组的温升槽内部分221.转子绕组槽内部分的铜损耗 222.转子表面附加损耗 223.转子本体部分的总损耗 224.转子本体表面的冷却面积225.转子表面的热流密度其中 226.转子绕组中的热流密度 其中 227.转子绕组槽内部分的绝缘温度降 其中 228.沿转子齿高的铁心温度降 其中 229.气隙中的冷却气体的平均温升230.转子表面温升 231.转子绕组槽内部分的的温升 槽外部分端线未被绝缘撑块遮盖部分的温升232.假定所有热量都从端线两侧散出时的热流密度233.端线的表面温升系数 其中 234.假定所有热量都从端线两侧散出时的温升 235.假定所有热量都沿端线径向传导时的热量密度236.护环下绝缘的温度降落系数 其中 237.端线匝间绝缘的温度降落系数 238.护环表面温升系数 239.假定所有热量都从护环表面散出时的温升240.假定所有热量都从端线下部散出时的温升 241.端线未被绝缘撑块遮盖部分的平均温升 端线被绝缘撑块遮盖部分的温升242.假定所有热量都经端线截面传导时的热流密度 电阻温度系数243.自遮盖部分至未遮盖部分的温度降落系数 式中铜线导热系数3.8244.假定所有热量都从遮盖部分传至未遮盖部分的温度降245.假定所有热量都从遮盖不封传至未遮盖部分散出时的温升 246.端线被绝缘撑块遮盖部分的平均温升 转子绕组槽外部的温升247.端部的冷却气体温升248.转子绕组槽外部分的温升 转子绕组温升249.转子绕组的平均温升 3.6电抗、时间常数及短路电流的计算3.6.1 电抗250.定子绕组的槽漏抗251.定子绕组端部漏抗 252.定子绕组总漏抗253.纵轴超瞬变电抗254.保梯电抗255.纵轴电枢反应电抗256.纵轴同步电抗257.转子绕组的漏抗系数 其中 258.转子绕组总电抗259.转子绕组的漏抗260.纵轴瞬变电抗261.逆序电抗262.零序电抗 3.6.2 时间常数263.定子绕组开路时的转子绕组的时间常数(s)264.定子绕组三相短路时的电流瞬变分量的时间常数 265.定子绕组二相短路时的电流瞬变分量的时间常数 266.定子绕组单相短路时的电流瞬变分量的时间常数 267.三相，二相或单相短路电流超瞬变分量的时间常数 268.三相或二相短路电流非周期分量的时间常数 其中 269.单相短路电流非周期分量的时间常数 3.6.3 短路电流270.三相短路电流的对称超瞬变分量 其中 271.二相短路电流的对称超瞬变分量 272.单相短路电流的对