Анализ картины теплопередачи двигателя. Тепловые сопротивления схемы замещения. Определение перегревов активных частей

4. Тепловой расчёт

4.1 Анализ картины теплопередачи двигателя.

Составляем тепловую схему замещения (рисунок.4.1).

Рисунок. 4.1 – Тепловая  схема замещения

где Р₁ – потери в пазовой части обмотки статора;

Р₂ – потери в лобовой части обмотки статора;

Р₃ – потери в стали статора, состоящие из основных потерь в зубцах и ярме, пульсационных и поверхностных потерь в статоре и половины добавочных потерь при нагрузке;

Р₄ – потери в роторе, включающие в себя электрические потери в обмотке, пульсационные и поверхностные потери в роторе и половину добавочных потерь при нагрузке;

Р₅ – внутренние механические потери;

R₁₂ – тепловое сопротивление при передаче тепла к лобовым частям обмотки статора;

R₁₃ – тепловое сопротивление при передаче тепла через корпусную изоляцию в зубцы и ярмо сердечника статора;

R₂₅ – тепловое сопротивление при передаче тепла с поверхности лобовых частей обмотки статора;

R₄₅ – тепловое сопротивление при передаче тепла с торцевой поверхности ротора;

R₃₄ – тепловое сопротивление при передаче тепла, через воздушный зазор к сердечнику статора;

R₃₄– тепловое сопротивление при передаче тепла от сердечника статора в окружающую среду;

R₅₆  и R₆₇ – тепловые сопротивления при передаче тепла от внутреннего воздуха в окружающую среду.

КП 00080157.551300.13.06

Лист

37

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

4.2 Тепловые сопротивления схемы замещения.

4.2.1 Тепловое сопротивление между пазовой и лобовой частью по [3]

где l_м – коэффициент теплопроводности меди, принимаем l_м=380 Вт/м˚С;

S_м – сечение меди в пазу, по рекомендации [3] принимаем

 м².

4.2.2 Тепловое сопротивление между пазовой частью обмотки статора и сердечником по [3]

где R_вн.п – внутреннее сопротивление обмотки;

R_и.п – сопротивление пазовой изоляции;

R_в.п – сопротивление воздушных прослоек в изоляции.

4.2.2.1 Внутреннее сопротивление обмотки по [3]

где П_П – периметр паза статора, по рекомендации [3]

 ,

где b _п1ср – средняя ширина паза статора, b _п1ср =0.012 м,

D_из.п – односторонняя толщина пазовой изоляции, принимаем

D_из.п=0.0004 м по рекомендации [3];

D_из.пр – двухсторонняя толщина изоляции провода обмотки статора,

принимаем D_из.пр =8.5×10^{-5 м;}

D – средний зазор в зоне перехода тепла между проводниками, по рекомендации [3]

;

l_экв.п. – эквивалентный коэффициент теплопроводности, для всыпных обмоток из круглого провода принимаем по рекомендации [3]

        где Θ_м – допустимая температура, для класса изоляции F по рекомендации [1] принимаем Θ_м =155 Вт/м˚С;

к_п– коэффициент пропитки, принимаем для всыпной обмотки, укладываемой

КП 00080157.551300.13.06

Лист

38

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

в полуоткрытые пазы при пропитки компаундами к_п=0.5 по рекомендации[3];

λ_л – коэффициент теплопроводности пропиточного состава, принимаем для компаунда КП-101 λ_л = 0.4 Вт/м∙˚С по рекомендации [3];

λ_эм – коэффициент теплопроводности изоляции обмоточного провода, принимаем для класса изоляции   F   λ_эм=0.2 Вт/м∙˚С по рекомендации [3].

4.2.2.2 Сопротивление пазовой изоляции по [3]

где l_из.п– коэффициент теплопроводности пазовой изоляции, принимаем для класса изоляции F  λ_из.п=0.2 Вт/м˚С по рекомендации[3].

4.2.2.3 Сопротивление воздушных прослоек в изоляции по [3]

где d_в– зазор между пазовой изоляцией и стенкой паза, принимаем d_в=0.0001м согласно рекомендации[3];

l_в– теплопроводность воздуха, принимаем l_в=0.029 Вт/м ⁰С по рекомендации [3].

4.2.3Тепловое сопротивление лобовых частей обмотки статора по [3]

где R`₂₅  и R``₂₅ – сопротивления лобовых частей обмотки с внешней и с внутренней поверхности   соответственно.

4.2.3.1 Сопротивление лобовой части обмотки с внешней  поверхности по [3]

R`<sub>25</sub>=R<sub>вн.л</sub>+R<sub>и.л</sub> +R`_к.л  =0.019+0.058+0.311=0.389 ⁰С/ Вт,

где R_вн.л – внутренне тепловое сопротивление лобовой части;

R_и.л – тепловое сопротивление изоляции;

R`_к.л – конвективное сопротивление с внешней поверхности..

4.2.3.1.1 Внутреннее тепловое сопротивление лобовой части по [3]

               где l_экв.л – эквивалентный коэффициент теплопроводности лобовой части, принимается по рекомендации [3]

l_экв.л=0.9∙l_экв.п=0.9∙ 1.092=0.982 Вт/м ⁰С.

4.2.3.1.2 Тепловое сопротивление изоляции по [3]

где D_из.л – односторонняя толщина изоляции лобовой части, принимаем D_из.л=D_из.п по рекомендации [3].

КП 00080157.551300.13.06

Лист

39

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата