Тепловые расчеты электрических машин. Поле температуры. Процессы передачи тепла. Дифференциальное уравнение теплопроводности. Понятие тепловых сопротивлений, страница 4

При необходимости обеспечения более точного теплового расчета величину эквивалентной теплопроводности корпусной изоляции следует определять с учетом свойств применяемых материалов и технологии изготовления, используя рекомендации, приведенные в [4, 5, 6].

4.3.1.2 Коэффициент теплопроводности шихтованных пакетов магнитопровода поперек листов.

Теплопроводность поперек шихтованных  сердечников значительно меньше теплопроводности электротехнической стали из-за наличия изоляционных прослоек и влияния контактных термических сопротивлений. Она зависит от вида изоляции листов, её толщины, давления прессовки пакетов, качества поверхности, марки и толщины листов. Решение задачи контактного теплообмена для многослойных пакетов чрезвычайно сложно и поэтому коэффициент теплопроводности стали поперек листов l_ст.q определяют на базе трехслойной композиции [5, 6]

       (4.3)

где: d_с, d_и.л и d_в – толщина листов магнитопровода, двусторонней изоляции листа и воздушной прослойки соответственно, м;

       l_с, l_и.л и l_в – соответствующие коэффициенты теплопроводности, .

Более точные данные значений l_ст.q дают результаты экспериментальных исследований.

В практических расчетах величину коэффициента теплопроводности поперек пакетов можно принимать равной:

-  при толщине листа 0,5 мм и лаковом покрытии -  (меньшее значение при 3-х кратном покрытии лака, большие при однократном);

-   - при изоляции оксидной пленкой;

-   - при толщине листа 0,35 мм и лаковом покрытии.

Для других композиций l_ст.q следует выбирать по рекомендациям [5, 6].

4.3.1.3 Эквивалентные коэффициенты теплопроводности обмоток.

Обмотки электрических машин в тепловом отношении представляют из себя области со сложным распределением коэффициентов теплопроводности составных частей обмотки – обмоточный провод, изоляция, пропиточные составы, воздушные прослойки и т.д. Поэтому в практике тепловых расчетов используют понятие эквивалентной теплопроводности обмотки l_экв , который зависит от формы проводников (круглый или прямоугольный), способа укладки, коэффициента заполнения паза медью, коэффициента пропитки, коэффициентов теплопроводности изоляции провода и пропиточного состава, средней температуры обмотки. Методы определения l_экв для обмоток электрических машин достаточно полно приведены в [5, 6].

Для обмоток из прямоугольного провода (рис. 4.2) эквивалентная теплопроводность определяется соотношением:

,           (4.4)

где:                                        (4.5)

       .

В этих соотношениях обозначены:

-   - двусторонняя изоляция проводника, м;

-   - толщина воздушных промежутков между двумя проводниками, м;

-   - толщина изоляционной прокладки между проводниками (при её наличии), м;

-   - коэффициент теплопроводности изоляции проводника, ;

-   - коэффициент теплопроводности прокладки, ;

-   - эквивалентный коэффициент теплопроводности воздушных прослоек с учетом пропитки обмотки, ;

-  b – размер проводника в направлении теплового потока, м;

-  a – размер проводника в направлении перпендикулярном тепловому потоку, м.

Рис. 4.2. К расчету эквивалентного коэффициент теплопроводности обмоток с прямоугольными проводниками

При выполнении обмоток электрических машин прокладки между вертикальными рядами проводников, как правило, на ставятся (за исключением обмоток с транспозицией проводников и в некоторых случаях, обмоток машин постоянного тока).Однако при больших значениях номинального напряжения на проводники накладывается дополнительная витковая изоляция, удвоенная толщина которой и принимается за толщину прокладки. Наибольшую сложность представляет собой определение воздушных промежутков между слоями обмотки, величина которых зависит от технологии изготовления и определяется «разбуханием» обмотки. Определение  с достаточной степенью достоверности может быть проведено с учетом рекомендаций при выборе изоляции по [2, 10, 11].