Научная статья на тему 'Современный критерий оптимальности массогабаритных параметров крупных электрических машин (турбогенераторов)'

Современный критерий оптимальности массогабаритных параметров крупных электрических машин (турбогенераторов) Текст научной статьи по специальности «Электротехника, электронная техника, информационные технологии»

CC BY
650
88
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
критерий оптимальности / массогабаритные параметры / турбогенератор / анализ конструкции / конкурентоспособность / критерій оптимальності / массогабаритные параметри / турбогенератор / аналіз конструкції / конкурентоспроможність / массогабаритные parameters / criterion of optimality / turbogenerator / analysis of construction / competitiveness

Аннотация научной статьи по электротехнике, электронной технике, информационным технологиям, автор научной работы — А. Н. Минко

Проведен анализ массогабаритных параметров конструкции крупных электрических машин. Сформулирован эффективный критерий оптимальности массогабаритных параметров на примере анализа конструкций турбогенераторов с воздушной системой охлаждения. Обоснована взаимосвязь предложенного критерия оптимальности с внутренними характеристиками генератора. Изложены результаты теоретической апробации критерия, на базе которых установлена величина погрешности получаемых данных по критерию.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по электротехнике, электронной технике, информационным технологиям , автор научной работы — А. Н. Минко

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

MODERN CRITERION OF OPTIMALITY OF WITH LARGE OVERALL OF PARAMETERS OF ELECTRIC BIG-TICKETS (TURBOGENERATORS)

The Organized analysis mass-gabarit parameter to designs of the large electric machines. The efficient criterion optimum mass-gabarit parameter is Worded on example of the analysis design turbo-alternator with air system of the cooling. Motivated intercoupling offered criterion optimum with internal feature of the generator. The Stated results to theoretical approbation criterion, on the base which is installed value to inaccuracy got given on criterion.

Текст научной работы на тему «Современный критерий оптимальности массогабаритных параметров крупных электрических машин (турбогенераторов)»

УДК.621.313.322

А. Н. МИНКО, инженер-конструктор, магистр ГП «Электротяжмаш», г. Харьков

СОВРЕМЕННЫЙ КРИТЕРИЙ ОПТИМАЛЬНОСТИ МАССОГАБАРИТНЫХ ПАРАМЕТРОВ КРУПНЫХ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ МАШИН (ТУРБОГЕНЕРАТОРОВ)

Проведен анализ массогабаритных параметров конструкции крупных электрических машин. Сформулирован эффективный критерий оптимальности массогабаритных параметров на примере анализа конструкций турбогенераторов с воздушной системой охлаждения. Обоснована взаимосвязь предложенного критерия оптимальности с внутренними характеристиками генератора. Изложены результаты теоретической апробации критерия, на базе которых установлена величина погрешности получаемых данных по критерию.

Ключевые слова: критерий оптимальности, массогабаритные параметры,

турбогенератор, анализ конструкции, конкурентоспособность.

Проведено аналіз маса габаритних параметрів конструкції потужних електричних машин. Сформульовано ефективний критерій оптимальності маса габаритних параметрів на прикладі аналізу конструкцій турбогенераторів з повітряною системою охолодження. Обґрунтовано взаємозв'язок запропонованого критерію оптимальності із внутрішніми характеристиками генератора. Викладено результати теоретичної апробації критерію, на базі яких встановлена величина погрішності одержуваних даних за критерієм.

Ключові слова: критерій оптимальності, массогабаритные параметри, турбогенератор, аналіз конструкції, конкурентоспроможність.

Постановка задачи и анализ литературы

Современные достижения в энергетической промышленности стимулируют рост уровня конкуренции на рынке турбогенераторастроения, который выражается в новых технологических и технико-эксплуатационных требованиях к конструкции и функциональности будущего генератора. В связи с этим увеличился интерес к модернизации конструкций турбогенераторов в сторону параметрической оптимизации с целью создания «малозатратного» производства в сочетании с высокой надежность и длительным сроком службы агрегата [1]. Одним из параметров конструкции крупных электрических машин, учитывающим эффективность использования конструкционных и активных материалов, уровень функциональности и степень трудоемкости производимого турбогенератора, являются его массогабаритные параметры. Для оценки оптимальности массогабаритных параметров современной конструкции крупных электрических машин необходим критерий, который бы охватывал габаритное (объемное) использование конструкции и эффективность использования показателей массы, отнесенные к величине мощности турбогенератора.

Классическим вариантом анализа объемного использования конструкции электрических машин на единицу мощности можно получить при помощи определения ряда машинных постоянных: Арнольда, Видмара, Эссона, Рихтера, Штенфера, Роммеля, Петрова и д.р. Кроме того, анализу главных (габаритных) размеров и показателям массы электрических машин посвящен ряд научных работ [2, 3, 4], которые рассматривают вопросы рационального выбора массогабаритных параметров электрических машин общего назначения. Однако они не учитывают специфику производства и особенности проектирования предприятия-изготовителя что, в общем-то, требует частного исследования.

Исследованиями геометрии и массогабаритных параметров, отдельно взятых (для более частного проектирования) серий агрегатов (электрических машин, трансформаторов) и уточнением классических зависимостей объемного использования конструкции машины

изложено в [5, 6], однако степень рассмотрения вопроса конструкций крупных электрических машин - незначительна.

Анализ современных научных трудов и инженерной, расчетно-конструкторской, документации выделил несколько соображений, в соответствии с которыми, можно эффективно дать анализ и массогабаритную оценку оптимальности конструкции крупных электрических машин:

- для анализа объемного использования конструкции турбогенераторов в неявном виде, на определенном этапе, эффективно использовать физический смысл машинной постоянной Арнольда;

- анализ и сравнение геометрии машин, с целью определения оптимальности их конструкций, целесообразно осуществлять на показателях активной части турбогенератора (например, задаваясь параметрами сердечник статора);

- для осуществления анализа построением аналитических закономерностей предпочтительно прибегать к степенной зависимости выражения;

- критерий оптимальности не должен ограничиваться рассмотрением только показателем массы и габаритов, а должен учитывать взаимозависимость массогабаритных параметров с внутренними характеристиками машины, иначе анализ будет «плоским»;

- анализ по критерию оптимальности должен проводиться обязательно с учетом таких параметров как: активная мощность, полная мощность либо КПД генератора, как наиболее объективно экономически обоснованные.

Цель данной работы сформулировать современный критерий оптимальности массогабаритных параметров крупных электрических машин (на примере турбогенераторов) с учетом объемного использования, как активной составляющей конструкции, так и корпусной, при этом критерий должен быть отнесен к величине генерируемой мощности, и иметь четкую взаимосвязь с внутренними характеристиками машины.

Основная часть

В процессе оптимизации массогабаритных параметров возникла необходимость сформулировать критерий оптимальности, учитывающий специфику конструкций турбогенераторов с воздушной системой охлаждения, особенности процесса производства и связь конструкционных параметров с энергетическими характеристиками турбогенератора. Таким образом, критерий оптимальности конструкции является сочетанием сложных конструкционно-функциональных параметров турбогенератора, которые имеют прямую взаимосвязь не только с массогабаритными показателями конструкции, но и с электрическими, энергетическими, технологическими, эксплуатационными. Такие параметры, входящие в состав критерия оптимальности, назовем компонентами критерия. Ниже коротко дадим характеристику каждого компонента критерия оптимальности.

1. Компонент, характеризующий габаритность и объемное соотношение конструкции -Са. Как было отмечено ранее, наиболее простой и эффективный способ оценить объемное использование активной части статора (как наиболее габаритной и массивной части) турбогенератора является машинная постоянная Арнольда, которая в неявном виде дает общее представление о геометрии машины в целом. Для оценки эффективности объемного использования активного металла воспользуемся вышеупомянутой машинной постоянной.

2. Компонент, отображающий эффективность использования показателя массы активного железа статора турбогенератора - GА.

Gа = 5,97' 1(2,1' ^ )2 ~ІР\ + 2' ^1)]'1 эф '10 6 + 7,6' 1 ' ^1 '1 ЭФ '

1 • + ю 1 1 +

г1 г.

• 10~

где: D1 - диаметр расточки сердечника статора, мм; г1 - число пазов статора;

6

Ьі - ширина паза статора, мм; Ні - глубина паза статора, мм; /ЭФ = /1 - для аксиальной

системы охлаждения и /ЭФ = /1 - (аП ■ ЬП) - для радиальной системы охлаждения, мм; /і -

длина сердечника статора, мм; аП, ЬП - ширина и количество радиальных вентиляционных каналов охлаждения, мм;

5,97 и 7,6 - весовой эквивалент.

3. Компонент, который следует назвать приведенным коэффициентом удельной массы, является отношением показателя массы активного железа к полной мощности турбогенератора (Р5). Фактически данный компонент вытекает из предыдущего компонента критерия оптимальности и математически имеет вид, кг/кВт:

кп = Р . (2)

Р5

Объединив вышеупомянутые компоненты через активную мощность турбогенератора (Ра) степенной зависимостью, получим критерий оптимальности массогабаритных параметров крупных электрических машин (турбогенераторов):

PA

2 • C7

(3)

Данный критерий полностью и, сравнительно, точно описывает степень использования активного железа и габаритные показатели конструкции крупных турбогенераторов с воздушной системой охлаждения. Кроме того, данный критерий оптимальности справедлив и для турбогенераторов с водородной системой охлаждения, исключением является: п -дополнительный коэффициент функциональности, а критерий выглядит следующим образом:

Ра * п • САП, (4)

где коэффициент п - различный для разного диапазона мощности турбогенератора; так, например, для турбогенераторов мощность до 150 МВт п * 0,85; для 150-250 МВт п * 1,1; для 250-350 МВт п * 0,5; для 350-500 п * 1,2. Значение коэффициента указаны для турбогенераторов конструкций производства ГП «Электротяжмаш», дополнительный анализ конструкций других заводов-производителей позволит унифицировать значение данного коэффициента с целью адаптации предлагаемого критерия оптимальности к разным исполнениям турбогенераторов.

Проецируя современную технико-экономическую закономерность, предложенную Кузьминым В. В. [7], о долях соотношения массогабаритных параметров активной части к общему показателю массогабаритности турбогенератора: 05 =(1,5 ^ 1,6) • 0А, на

предложенный критерий оптимальности, получим следующую зависимость:

Gs = (1,5 -1,6)-2• CkAn • kП • cos^ + Gr, (5)

где, GS - полный вес турбогенератора, кг; GA - вес активного железа турбогенератора, кг; Gr - полный вес ротора, кг.

Предложенный критерий оптимальности имеет четко выраженную взаимосвязь с рядом электрических (А], Вз, j) и энергетических (PA, ZQd, П) параметров турбогенераторов. Рассмотренная ниже взаимосвязь предложенного критерия оптимальности с внутренними (эксплуатационными) характеристиками турбогенератора строилась из соображений анализа турбогенераторов с воздушной системой охлаждения условно серийной конструкции, и отдельно взятого предприятия-производителя (ГП завод «Электротяжмаш»), в связи с этим, для получения обобщенных данных, возможно, будет необходимо уточнение (либо ввод) ряда вспомогательных коэффициентов.

С целью обосновать взаимосвязь предложенного критерия оптимальности с внутренними характеристиками турбогенератора, по результатам анализа серийных конструкций турбогенераторов с воздушной системой охлаждения выделим ряд допущений (констант, в рамках серийного ряда), присущих исследуемым конструкциям:

1. Число эффективных проводников в пазу статора Sn1 = const;

2. Количество параллельных ветвей обмотки статора a1 = const;

3. Количество последовательных витков в пазу статора w1 = const;

4. Число пазов на полюс и фазу q1 = const;

5. Отношение обмотанной поверхности ротора к полной у = const;

6. Коэффициент заполнения сердечника - const;

7. Все исследуемые турбогенераторы - двухполюсные, т.е. p = 1;

С учетом изложенных допущений сформулируем взаимосвязь предложенного критерия оптимальности массогабаритных параметров с внутренними характеристиками турбогенератора:

I. Электрические параметры:

- Линейная нагрузка статора, А:

14 • CkAn -104

1 V3 • UH • ж •D1 • cosф

- Магнитная индукция в воздушном зазоре, Тл:

(6)

Bs

3,1 • CAn •io7

1,06 •л/З • I1 •(D1-ö)\l1 + 2 •S) • cos

(7)

- Плотность тока в обмотки статора, А/мм :

В вышеупомянутых уравнениях обозначено:

UH - номинальное напряжение обмотки статора, кВ;

IH - номинальный ток обмотки статора, А;

D1 - диаметр расточки сердечника статора;

l1 - длина сердечника статора, мм;

S - односторонний воздушный зазор, мм;

qCA - площадь сечения меди полых элементарных проводников, мм2; qNA - площадь сечения меди сплошных элементарных проводников, мм2;

cos^ - номинальный коэффициент мощности, о.е..

Многие данные величины используются при расчете самого критерия оптимальности, так что дополнительных данных для расчета зависимостей не потребуется (что в значительной мере снижает трудоемкость расчетов).

II. Энергетические параметры:

- Сама форма критерия оптимальности представлена взаимосвязью с активной мощностью турбогенератора, кВт (3).

- Сумма добавочных потерь (короткого замыкания и холостого хода), кВт:

- Коэффициент полезного действия турбогенератора, о.е. :

В вышеупомянутых уравнениях обозначено: ¡0 -ток ротора при холостом ходе и номинальном напряжении, А; ¡к - ток ротора при коротком замыкании и номинальном токе статора, А;

^0с1 - сумма добавочных потерь при коротком замыкании и холостом ходе, кВт; ZQ -сумма потерь по генератору, кВт.

Предварительные результаты оценки эффективности предлагаемого критерия оптимальности массогабаритных параметров турбогенераторов с воздушной системой охлаждения отображены в табл. 1.

Таблица 1

Предварительные результаты оценки эффективности предлагаемого критерия оптимальности массогабаритных параметров

Тип Мощность, кВт Di, h, Са кп, Pa - 2 • CA

турбогенератора Ра Ps мм мм кг/кВт

1 2 3 4 5 6 7 8

ТА-80 80000 100000 1090 3370 12011,7 0,393 80225

ТА-120 120000 150000 1300 3370 11390,6 0,439 120740

ТА-135 135000 168759 1300 3570 10725,8 0,454 135160

ТА-145 145000 181250 1300 4000 11188,96 0,46 145700

ТА-160 160000 188235 1300 3370 90768,98 0,384 160280

ТА-225 225000 264706 1300 4970 95192,03 0,412 225020

ТА-325 325000 382353 1300 6070 804882 0,374 323425

ТА-360 360000 450000 1920 6100 1499136 0,365 359010

В таблице выше, обозначено: РА - активная мощность, кВт; PS - полная мощность,

кВт;

Di - диаметр расточки сердечника статора; ¡i - длина сердечника статора, мм;

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

СА - машинная постоянная Арнольда;

кП - приведенный коэффициент удельной массы, кг/кВт;

PA « 2 • CkAn - критерий оптимальности.

Данные со второй и восьмой колонки свидетельствуют о том, что критерий оптимальности подтверждает свою эффективность, а вышеизложенная взаимосвязь с внутренними параметрами имеет небольшую трудоемкость расчетов и доступность их использования.

Апробация предложенного критерия оптимальности, проводилась при анализе конструкций турбогенераторов с воздушной системой охлаждения, двухполюсного исполнения (3000 об/мин) условно серийного ряда, завода-производителя ГП «Электротяжмаш». Истинность критерия, его адекватность и функциональность, можно установить сравнительным анализом геометрии конструкций: действительной (расчетной) и по параметру критерия. В соответствии с предложенным критерием оптимальности, выделим начальные данные для апробации предложенной закономерности в процессе сравнительного анализа конструкций турбогенераторов.

- система вентиляции тангенциально-радиальная, охлаждение обмотки статора -косвенное, в зубцовой зоне сердечника статора имеются аксиальные каналы;

- число пазов, параллельных ветвей обмотки статора, количество эффективных проводников в пазу, последовательных витков в обмотке - является константой для всего спектра машин;

- остальные конструктивные данные приведены в табл. 2.

Таблица 2

Конструктивные данные анализируемых турбогенераторов участвующих в апробации

Тип турбогенера тора Ра МВт cosç Uh B ¡H A ô мм Di мм Da мм li мм D2 мм І2 мм

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11

ТА-80 80000 0,8 10500 5499 50 1090 2020 3370 990 3400

ТА-120 120000 0,8 10500 5250 50 1300 2800 3370 1200 3400

ТА-135 135000 0,8 11000 8857 50 1300 2800 3570 1200 3600

ТА-145 145000 0,8 15750 6640 50 1300 2800 4000 1200 1050

ТА-160 160000 0,85 15750 6900 50 1300 2800 3370 1200 3400

ТА-225 225000 0,85 15750 9703 50 1300 2800 4970 1200 5000

ТА-325 325000 0,85 20000 11038 50 1300 2800 6070 1200 6100

ТА-360 360000 0,8 15750 16496 60 1920 3300 6100 1200 6150

В таблице выше, обозначено:

РА - активная мощность, кВт; cos^ - номинальный коэффициент мощности, о.е.

Uh - номинальное напряжение обмотки статора, кВ;

¡н - номинальный ток обмотки статора, А;

ô - односторонний воздушный зазор, мм;

D1 - диаметр расточки сердечника статора; Da - диаметр спинки сердечника статора;

D2 - рабочий диаметр ротора, мм;

l1 - длина сердечника статора, мм; l2 - длина ротора, мм.

Расчет критерия оптимальности массогабаритных параметров проводился по выражениям (1-5). Результаты анализа отображены в табл 3.

В табл. 3 обозначено: РА - активная мощность, кВт; PS - полная мощность, кВт;

Gr - полный вес ротора, кг; GA - вес активного железа турбогенератора (расчетный), кг; G'a - вес активного железа турбогенератора по критерию оптимальности, кг; gA = GA - G'A : разность расчетного веса активного железа с весом по критерию оптимальности, кг; GS -общий вес турбогенератора (расчетный), кг; G's - общий вес турбогенератора по критерию

оптимальности, кг; gS = GS - G'S : разность расчетного общего веса турбогенератора с весом по критерию оптимальности, кг.

PA « 2 • CkAn - критерий оптимальности;

По результатам (колонка 8 и 11, табл. 3.) анализа можно утверждать что, существующая линейка конструкций турбогенераторов с воздушной системой охлаждения по своим показателям массогабаритности и степени эффективности использования металла значительно завышены и уступают машинам зарубежного производства. Как было отмечено ранее, вследствие завышения массогабаритных параметров резко падает конкурентоспособность турбогенераторов на энергомашиностроительном рынке сбыта.

№10 (92) 2011 ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЕ • ЭНЕРГЕТИКА • ЭНЕРГОАУАИТ

Таблица 3

Результаты сравнительного анализа массогабаритных параметров конструкции турбогенераторов с воздушной системой охлаждения

Тип турбогенератора Мощность, МВт Сг, кг Ра «2-С1* Анализ массы активного железа, кг Анализ общей массы, кг

Ра Р8 оА 0’А 8а 0'я 8з

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11

ТА-80 80000 100000 34000 80225 40272 39500 772 160000 125161 34838

ТА-120 120000 150000 51000 120740 84320 65850 18470 245000 199922 45078

ТА-135 135000 168759 45000 135160 90474 76612 13862 210000 207504 2496

ТА-145 145000 181250 51000 145700 101953 83375 18578 240000 229795 10204

ТА-160 160000 188235 51000 160280 85447 72282 13165 305000 210412 94587

ТА-225 225000 264706 65000 225020 127564 109059 18505 327000 296787 30213

ТА-325 325000 382353 74000 323425 162059 143000 19059 385000 347905 37095

ТА-360 360000 450000 81000 359010 169830 164250 5580 410000 400953 9047

Предложенный критерий оптимальности массогабаритных параметров подтверждает ранее выдвинутую гипотезу [7] о несбалансированности показателя массы и величины рабочих габаритов с энергетическими характеристиками турбогенератора. Это связано с рядом конструкционных причин, и в первую очередь - несовершенством конструкции неактивной части турбогенератора, кроме того, и активная часть турбогенератора так же имеет свои недостатки.

Оценка погрешностей предложенного критерия оптимальности выполнена на основании следующих соображений. Невозможно предложить реальный параметр оптимальности (геометрический размер, величина тока, уровень напряжения и т. д.), абсолютно точно

отображающий эффективное использование массогабаритных характеристик машиностроительной конструкции, а зависимость РА * 2 • Ск" только приближается к нему с минимальной погрешностью. С другой стороны всегда известны эксплуатационные и габаритные показатели конструкции (реальной машины либо расчетные на стадии проектирования), поэтому будем считать погрешностью А отношение между двумя величинами: реальными (расчетными) и полученные по предложенному критерию оптимальности.

Погрешность критерия оптимальности в аналитическом виде имеет следующее выражение:

А = 1 -

2 • С

Р,

•100%.

(11)

Величина погрешности А для рассматриваемого диапазона мощности приведена в графическом виде на рис. 1.

щ

энергетика

80 120 135 145 160 225 325 360

Рис. 1. Погрешность расчета критерия оптимальности А

Погрешность взаимосвязи критерия оптимальности с линейной нагрузкой турбогенератора составляет:

Аа = 1 -

1,4- С АП -104

л/3 - и н • ж - А -

СОБЩ

-100%

(12)

Погрешность взаимосвязи критерия оптимальности с магнитной индукцией в воздушном зазоре составляет:

1 А7

А в - 1 -

3,01- САП -107

1,06 - л/3 - /1 -(Ц -5)-{їг + 2- 5) - СОБ

1в5

-100%

(13)

Погрешность взаимосвязи критерия оптимальности с плотностью тока в обмотке статора составляет:

^п 1 А3

А у - 1 -

2- САП -103

3 - >/з - ин ■ {с[сА + дт)сОБщ

Ч

-100 %

(14)

Результаты расчета погрешности взаимосвязей критерия оптимальности с электрическими (Аа, Ав, Аj) характеристиками турбогенератора графически отображены на рис. 2., рис. 3., рис. 4.

Да,%

3.5

3.0

2.5

2.0

1.5 1,0 0,5

0

Ра, N

, МВт

80 120 135 145 160 225 325 360

Рис. 2. Погрешность расчета взаимосвязи критерия оптимальности АА

с линейной нагрузкой

Рис. 3. Погрешность расчета взаимосвязи критерия оптимальности ДВ с магнитной индукцией в воздушном зазоре

Рис. 4. Погрешность расчета взаимосвязи критерия оптимальности Д, с плотностью тока в обмотке статора

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

Среди выделенных энергетических взаимосвязей (Ра, п) ограничимся

рассмотрением суммы добавочных потерь, т.к. сам критерий описывает взаимосвязь с активной мощностью и величина его погрешности рассмотрена выше, а КПД генератора зависит от ряда факторов при испытаниях и определение погрешности его взаимосвязи с предложенным критерием оптимальности будет технически некорректным. Погрешность взаимосвязи критерия оптимальности с суммой добавочных потерь (короткого замыкания и холостого хода), составляет:

А е - 1 -

5,6 • Склп • Ц • 10-

■ +

• Ж • СОЪф

5,6 • СкАП -Д-Ю-7 (I л2

л/3 • ии

■ Ж • СОЪф

V 1к У

Величина погрешности ДQ для рассматриваемого диапазона мощности приведена в графическом виде на рис. 5.

Рис. 5. Погрешность расчета взаимосвязи критерия оптимальности ДQ с суммой добавочных потерь (короткого замыкания и холостого хода)

Выводы

1. Проведенный анализ массогабаритных параметров конструкции турбогенераторов с воздушной системой охлаждения, производства ГП «Электротяжмаш» свидетельствует о том, что конструкция машин далека от оптимальности, и имеет завышенные показатели массы и рабочих габаритов. При помощи предложенного критерия оптимальности установлена разница между имеющимися показателями и оптимальными для машин данного класса (см. табл. 3, колонка8и11).

2. По результатам анализа существующих методик оценки массогабаритных параметров машиностроительных конструкций сформулирован современный критерий оптимальности, который дает представление об эффективности объемного использовании конструкции и величины массы, как активной составляющей конструкции, так и неактивной (корпусной, вспомогательной). Предложенный критерий оптимальности основан на физическом смысле машинной постоянной Арнольда, прост в применении, и предоставляет, довольно точные сведения о конструкции.

3. Установлена взаимосвязь предложенного критерия оптимальности с внутренними (электрическим и энергетическими) характеристиками турбогенератора. По результатам теоретической апробации определена величина погрешности расчета предложенного критерия оптимальности и его взаимосвязи с внутренними характеристиками турбогенератора. Таким образом, погрешностьопределения критерия оптимальностисоставляетприблизительно 3%, погрешность взаимосвязи критерия с линейной нагрузкой статора составляет около 1 %, с магнитной индукцией в воздушном зазоре - 2 %, с плотностью тока в обмотке статора - 4 %, и с суммойдобавочныхпотерь (короткогозамыкания ихолостого хода) околоЗ %.

4. С помощью предложенного критерия оптимальности можно произвести анализ массогабаритных параметров, как действующих турбогенераторов, так и находящихся в проекте. При дальнейшей проработке конструкций турбогенераторов можно расширить функциональные возможности предложенного критерия в сторону комплексного анализа параметровконструкции.

Списоклитературы

1. Минко А. Н. Массогабаритные параметры турбогенераторов с воздушной и водородной системами охлаждения как основной показатель конкурентоспособности турбогенератора, Проблемымашиностроения, 2010,№4. С.9-14.

2. Балагуров В. А. Проектирование специальных электрических машин переменного тока. - М.: Высш. школа, 1982. - 272 с.

3. Конохов Н. Н. Выбор главных размеров и геометрии активных частей электрических машин при разных концепциях развития их конструкции. //Електротехніка і електромеханіка,

2010, № 1, С. 20 - 23.

4. Журавлев В. Н. Снижение веса машиностроительных конструкций. - Свердловск, 1961, - 240 с.

5. Атэф Салех Отман Аль-Машакбех. Уточнення взаємозв’язку між геометричними та енергетичними параметрами серії електричних машин та визначення їх оптимальності. Автореф. дис. канд. техн. наук. 05.09.01./ДГТУ, Донецьк. - 2000. - 19 с.

6. Абдула МохаммедМахмуд Аль-Зурейгат. Функціональнійвзаємозв’язок масогабаритних і енергетичних параметрів трансформаторів. Автореф. дис. канд. техн. наук. 05.09.01./ДГТУ, Донецьк. - 2010. - 19 с.

7. Кузьмин В. В. Сравнительный анализ технического уровня и конкурентоспособности продукции завода и ведущих зарубежных фирм («Электросила», «Уралэлектротяжмаш», «Элсиб», «Альстом», «Сименс» и д.р.) Отчет ТХ.111-381. - ГП Электротяжмаш 2009, 14 с.

MODERN CRITERION OF OPTIMALITY OF WITH LARGE OVERALL OF PARAMETERS OF ELECTRIC BIG-TICKETS (TURBOGENERATORS)

A. N. MINKO, engineer-designer, master's

The Organized analysis mass-gabarit parameter to designs of the large electric machines. The efficient criterion optimum mass-gabarit parameter is Worded on example of the analysis design turbo-alternator with air system of the cooling. Motivated intercoupling offered criterion optimum with internal feature of the generator. The Stated results to theoretical approbation criterion, on the base which is installed value to inaccuracy got given on criterion.

Keywords: criterion of optimality, массогабаритные parameters, turbogenerator, analysis of construction, competitiveness.

Поступила в редакцию 11. 05 2011 г.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.