Тепловой и вентеляционный расчёт

На первоначальной стадии проектирования достаточно достоверную оценку теплового режима двигателя даёт приближённый метод теплового расчёта, основанный на упрощённом представлении о характере тепловых связей между элементами электрической машины. В нём используются средние значения коэффициентов теплоотдачи с поверхности и теплопроводности изоляции, характерные для определённой конструкции и технологии производства двигателей данного типа.

Тепловой расчёт будем проводить только для статора. При расчёте используются потери, полученные для номинального режима, но потери в обмотке статора несколько увеличиваются по сравнению с расчётными. Предполагается, что обмотка может быть нагрета до предельно допустимой для принятого класса изоляции температуры.

Электрические потери в обмотке статора в пазовой части по формуле.

где кр коэффициент увеличения потерь [1, c.235]; кр=1.07.

Электрические потери в обмотке статора в лобовой части по формуле.

Превышение температуры внутренней поверхности сердечника статора над температурой воздуха внутри двигателя по формуле.

где К коэффициент, учитывающий, что часть потерь в сердечнике статора и в пазовой части обмотки передаётся через станину непосредственно в окружающую среду по табл.6−30 [1]; при 2р=2, К=0.2.

Расчётный периметр поперечного сечения паза статора по формуле.

Перепад температуры в изоляции пазовой части обмотки статора по формуле.6.315. 1].

где экв средняя эквивалентная теплопроводность пазовой изоляции [1, c.237];

экв=0.16 Вт/м0С экв среднее значение коэффициента теплопроводности внутренней изоляции катушек всыпной обмотки из эмалированных проводников с учётом не плотности прилегания проводников друг к другу по рис.6−62[1]; при d/dиз=0.932, экв=1 Вт/м0С Перепад температуры по толщине изоляции лобовых частей.

где Пл1 периметр условной поверхности охлаждения лобовой части одной катушки [1, c.237]; Пл1Пп1=0.031 м.

bиз.л1 односторонняя толщина изоляции лобовой части катушки bиз. л1=0,05.

Превышение температуры наружной поверхности изоляции лобовых частей обмотки над температурой воздуха внутри машины по формуле.

Среднее превышение температуры обмотки статора над температурой воздуха внутри машины по формуле.

Эквивалентная поверхность охлаждения корпуса по формуле.

где Пр условный периметр поперечного сечения рёбер станины по рис.6−63[1]:

Пр=0.16 м Сумма потерь отводимых в воздух внутри двигателя по формуле.

где по формуле.

Превышение температуры воздуха внутри машины над температурой окружающей среды по формуле.

где в коэффициент подогрева воздуха [1, c.235 рис.6−59а]; в=20 Вт/м2С Среднее превышение температуры обмотки статора над температурой окружающей среды по формуле Полученное значение превышения температуры не превышает допускаемое превышение температуры для принятого класса изоляции.

Вентиляционный расчёт асинхронного двигателя, так же как и тепловой на первоначальном этапе проектирования, может быть выполнен приближённым методом. Метод заключается в сопоставлении расхода воздуха, необходимого для охлаждения двигателя и расхода, который может быть получен при данной конструкции и размерах двигателя.

Коэффициент, учитывающий изменение условий охлаждения по длине поверхности корпуса, обдуваемого наружным вентилятором по формуле.

где кm коэффициент [1, c.240]; для двигателе с 2р = 4 при h=0.90 м, m=1,8.

Требуемый для охлаждения расход воздуха по формуле.

Расход воздуха, обеспечиваемый наружным вентилятором.

необходимое условие для охлаждения машин выполнено.

Нагрев частей двигателя находится в допустимых пределах.

Вентилятор обеспечивает необходимый расход воздуха.