Ответы на 19 вопросов к зачёту по дисциплине "Проектирование электрических машин"

НОВОСИБИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

КАФЕДРА ЭЛЕКТРОМЕХАНИКИ

Ответы на вопросы к зачёту

ВЫПОЛНИЛ: СТУДЕНТ ГРУППЫ ЭМ-51 СОЛНЦЕВ  АЛЕКСАНДР

Г.НОВОСИБИРСК, 2009

Содержание

1.  Системы охлаждения электрических машин

2.   Понятие эффективности и экономичности систем охлаждения

3.   Охлаждающие среды и их характеристики

4.  Задачи вентиляционного расчета электрической машины.

5.  Основные типы систем охлаждения электрических машин.

6.  . Связь электромагнитного, теплового и вентиляционного расчетов

7.  Поле температуры (определение, изотермы, градиент, понятие теплопроводности, закон Фурье, коэффициент теплопроводности).

8.   Законы для идеального газа

9.   Передача тепла в окружающее пространство (Условия теплообмена, понятие теплового потока, виды теплопередачи, закон Ньютона-Рихмана).

10.  Схемы вентиляции электрических машин.

11.  Обзор методов теплового расчета.

12.  Дифференциальное уравнение теплопроводности, понятие краевых условий (временные и пространственные), решение одномерного поля.

13.  Теплообменники ЭМ (принципы конструирования и расчеты).

14.  Определение теплового подобия, критерии теплового подобия.

15.  Нагрев ЭМ, режимы работы, закон старения изоляции (уравнение), понятие перегрева по ГОСТ.

16.  Коэффициенты оценки эффективности систем охлаждения электрических машин

17.  Коэффициенты характеризующие экономичность системы охлаждения.

18.  Тепловые схемы замещения электрических машин (принципы синтеза, закон Кирхгофа для участка цепи, конкретный пример).

19.  Расчет одномерного теплового поля на примере пластины (постановка задачи, результат решения), понятие теплового сопротивления (теплопроводности, конвективного)

1.Системы охлаждения электрических машин.

Охлаждающая среда (газ или жидкость) под воздействием нагнетательных элементов (вентиляторы или наносы) циркулирует по каналам тракта охлаждения, образуя совместно с каналами и нагнетателями систему охлаждения  электрической машины.

Системы охлаждения современных электрических машин весьма разнообразны. Вид охлаждения обусловлен степенью защиты машины от окружающей среды.

По виду охлаждения различают системы с непосредственным и косвенным охлаждением. При прямом контакте охлаждения окружающей среды с нагретыми активными частями машины охлаждение называют непосредственным. Если непосредственный контакт охлаждающей среды с активными частями ЭМ  по условиям защиты от окружающей среды невозможен, то охлаждение косвенное.

По конструктивности различают системы охлаждения одноконтурные  и многоконтурные. Контурность системы охлаждения определяется числом охлаждающих сред. При степени защиты от окружающей среды IP-23(22) электрические машины имеют одноконтурное охлаждение. При степени защиты IP-44 электрические машины имеют двух контурное охлаждение – внутри машины циркулирует внутренний воздух, который в теплообменниках охлаждается наружным воздухом.

По способу охлаждения различают системы с конвективным, испарительным и комбинированным охлаждением. Способ охлаждения ЭМ определяется охлаждающей средой и видом теплосъема.  Если теплота отводится конвекцией жидкости или газа, то способ охлаждения конвективный. Если теплота отводится посредством кипения охлаждающей среды на теплоотдающей поверхности, то способ охлаждения испарительный. Если в машину с воздушным охлаждением ввести замкнутые теплопередающие контуры конвективного или испарительного типа, то это комбинированный способ охлаждения.

По способу создания движения  охлаждающего газаразличают вентиляционные системы   самовентиляцией и с независимой вентиляцией. При  самовентиляции охлаждающей газ приводится в движение элементами конструкции или вентилятором на валу самой  машины.  При независимой вентиляции в качестве нагнетательного элемента используют посторонние источники давления, чаще всего вентиляторы общепромышленного назначения.

В зависимости от направления  движения хладогена  в машинах общепромышленного назначения можно выделить аксиальную и радиальную системы вентиляции.

В зависимости от условий работы  и места нагнетательного элемента различают нагнетательные и вытяжные системы вентиляции. Нагнетательными называют такие системы вентиляции, в которых охлаждающий газ по выходе из газоохладителя (или окружающей среды) поступает в нагнетательные элементы и под действием избыточного  давления  нагнетается в каналы охлаждающего тракта активной зоны электрической машины.  Вытяжными называют такие системы вентиляции, в которых охлаждающий газ по выходе воздухоохладителей ( или окружающей среды) поступает в каналы  охлаждающего тракта активной зоны электрической машины, а затем втягивается нагнетателем под воздействием создаваемого им разряжения.

Разнообразные системы охлаждения ЭМ определяет интенсивность теплообмена на граничных поверхностях и в конечном итоге реализуемую в данном объеме машины электромагнитную мощность. Чем интенсивнее теплообмен, тем меньшая температура может быть достигнута при выделении определенного количества потерь энергии. В свою очередь, обеспечение приемлемой для применяемых материалов температуры гарантирует долговечность машины и надежность ее работы при номинальной нагрузке. Таким образом, важнейшей характеристикой каждой системы охлаждения является ее эффективность.