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2. 轴承外部热源传导所得到的热量
轴承外部传导所得到的热量是由发电机运转过程中自身产生的热量、发电机水冷器散失的热量和发电机外壳对机舱周围环境中辐射的热量损失的绝对值。
2.1 发电机运转过程中自身产生的热量
根据发电机设计理论,发电机运行过程中产生的热量主要来源于发电机的铜耗Pcu、铁耗PFe、机械损耗Pj 附加损耗Pz
2.1.1 铜耗 Pcu。一般认为铜耗主要有转子回路的铜耗和励磁回路的铜耗组成。
转子回路的铜耗包括转子铜材绕组的的电阻及个串联绕组的电阻,励磁回路的铜耗励磁绕组铜材的电阻及外串的调节电阻组成。一般以下列公式计算:
Pcu=Pcus+Pcuf=Is2 Rs+If2 (Rf+Rp)
Is—转子回路的总电流
Rs—转子回路的总电阻
Rf—励磁绕组的总电阻
Rp—外串的调节电阻
If—励磁绕组回路的总电流转子回路的总电阻、励磁绕组的总电阻和外串的调节电阻在电机设计完成后是固定不变的。因此电机铜耗主要有励磁回路的电流和转子回路电流的大小决定的。
2.1.2 铁耗PFe。铁耗主要包括涡流损耗和磁滞损耗两个部分组成。二者皆与磁通交变频率f 及磁密Bm有关。一般以下列公式计算:
PFe=Pe+Pf=KP1/50(f/50)βB2mGf
K—为修正系数对于齿部K=2.4~4.0;对于扼部 K=1.7~2.0;
P1/50表示Bm=1 Wb/m2 及
f=50HZ 时每千克硅钢片的损耗;
P1/50=1.05~2.5W/Kg
β—β=1.2~1.6
Gf—为铁的重量
2.1.3 机械损耗Pj。主要包括碳刷与换向器的摩擦损耗以及转子旋转部分与空气的摩擦损耗。这项损耗主要与发电机转速有关。
2.1.4 附加损耗PZ。该损耗包括其他原因引起的附加损耗,通常根据经验附加损耗估算为额定损耗的(0.5~1.0)%。
综上所述, 发电机的铜耗Pcu随电流的大小而变化,因此该损耗为可变损耗;发电机 的铁耗PFe、机械损耗Pj 和发电机的转速有关。针对风力发电机因自然风速的不确定性导致了发电机的转速的不确定性,因此这两项损耗均为可变损耗。
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