Тепловой расчет

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

, где к_р=1, 15.

Превышение температуры внутренней поверхности сердечника статора над температурой воздуха внутри двигателя

, где

К- коэффициент, учитывающий, что часть потерь в сердечнике статора и в пазовой части обмотки передаётся через станину непосредственно в окружающую среду по[1, Таблица 9.35]; при 2р=4, К=0, 2.

Таблица 13. Средние значения коэффициента К

a₁- коэффициент теплоотдачи с поверхности сердечника статора по [1, Рис. 9.67];

Рисунок 25. Средние значения коэффициентов теплоотдачи с поверхности и подогрева воздуха для асинхронных двигателей исполнения IP44

Расчётный периметр поперечного сечения паза статора

Перепад температуры в изоляции пазовой части обмотки статора

, где

где l_экв- средняя эквивалентная теплопроводность пазовой изоляции класса нагревостойкости B. l_экв = 0, 16 Вт/ ;

l^¢ _экв- среднее значение коэффициента теплопроводности внутренней изоляции катушек всыпной обмотки из эмалированных проводников с учётом не плотности прилегания проводников друг к друг, d/d_из=0.6/0.665=0, 916, тогда по [1, Рис. 9.69] l^¢ _экв=1 Вт/м× ⁰С

Перепад температуры по толщине изоляции лобовых частей

, где Пл1- периметр условной поверхности охлаждения лобовой части одной катушки; Пл1»Пп1= 0, 02476м, bиз.л1- односторонняя толщина изоляции лобовой части катушки bиз.л1=0, 05м.

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

Среднее превышение температуры обмотки статора над температурой воздуха внутри машины

Эквивалентная поверхность охлаждения корпуса

, где

П_р- условный периметр поперечного сечения рёбер станины. П_р=0, 113 м, для h=71 мм; по [1, Рис. 9.70]

Сумма потерь отводимых в воздух внутри двигателя

, где

Превышение температуры воздуха внутри машины над температурой окружающей среды

, где a_в- коэффициент подогрева воздуха по [1, Рис. 9.67] a_в=17 Вт/м²× С.

Среднее превышение температуры обмотки статора над температурой окружающей среды

Данное значение отличается на 2, 6% от значения данного в [1, Таблица 7.1] для изоляционного материала класса B.

2.11 Вентиляционный расчёт.

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

, где m- коэффициент [1, стр. 456]; для двигателя с 2р = 4 при h=0, 71 м, m=1, 8.

Требуемый для охлаждения расход воздуха

Расход воздуха, обеспечиваемый наружным вентилятором

необходимое условие для охлаждения машин выполнено. Нагрев частей двигателя находится в допустимых пределах. Вентилятор обеспечивает необходимый расход воздуха.