Тепловой и вентиляционный расчеты

Тепловой расчет

10.1.1. Определим по форм. 9-378 значение потерь в обмотке статора при максимальной допускаемой температуре Pꞌм1:

Pꞌм1 =m∙(I1)²∙mт∙rꞌ1    Pꞌм1 =1191,6 Вт  

10.1.2. Определим по форм. 9-379 значение условной внутренней поверхности охлаждения активной части статора Sп1:

Sп1 = π∙D1∙l1    Sп1 = 4,197∙10⁴ мм²

10.1.3. Определим по форм. 9-380 значение условного поперечного сечения трапецеидального полузакрытого паза П1:

П1 = 2∙hп1+b1+b2   П1 = 47,259 мм

10.1.4. Определим по форм. 9-382 значение условной поверхности охлаждения пазов Sи.п1:

Sи.п1 = z1∙П1∙l1      Sи.п1 = 1,3043∙10⁵ мм²

10.1.5. Определим по форм. 9-383 значение условной поверхности охлаждения лобовых частей обмотки Sл1:

Sл1 =4π∙ D1∙lв1         Sл1 = 1,0096∙10⁵ мм²

10.1.6. Определим из § 3-10 значение высоты ребра hр:

hр =0,6∙⁴√h³       hр = 20,6569 мм

10.1.7. Определим из § 3-10 значение числа ребер nр:

nр = 6,4∙³√h     nр = 30.8498

принимаем nр = 31

10.1.8. Определим по форм. 9-385 значение условной поверхности охлаждения двигателей с охлаждающими ребрами на станине Sмаш.р:

Sмаш.р = (π∙ Dн1+8∙np∙hp)∙(l1+2∙ lв1)   Sмаш.р = 1,4545∙10⁶ мм

 

10.1.9. Определим по форм. 9-386 значение удельного теплового потока от потерь в активной части обмотки и от потерь в стали, отнесенных к внутренней поверхности охлаждения активной части статора, pп1, учитывая, что коэффициент k = 0,21 (табл. 9-25):

pп1 = k∙(Pꞌм1∙2∙l1/lср+Pc∑)/Sп1 pп1 = 2,6795∙10^-3 Вт/мм²  

10.1.10. Определим по форм. 9-387 значение удельного теплового потока от потерь в активной части обмотки, отнесенных к поверхности охлаждения пазов, pип1:

pип1 = (Pꞌм1∙2∙l1/lср)/Sип1     pип1 = 2,6584∙10^-3 Вт/мм²

10.1.11. Определим по форм. 9-388 значение удельного теплового потока от потерь в лобовых частях обмотки, отнесенных к поверхности охлаждения лобовых частей обмотки, pл1:

pл1 = (Pꞌм1∙2∙l1/lср)/Sл1        pл1 = 3,4344∙10^-3 Вт/мм²

10.1.12. Определим по форм. 9-389 значение окружной скорости ротора υ2:

υ2 = π∙Dн2∙n1/60000     υ2 = 18,0909 м/с

10.1.13. Определим по форм. 9-390 значение превышения температуры внутренней поверхности активной части статора над температурой воздуха внутри машины Δtп1, учитывая, что коэффициент теплоотдачи поверхности статора α1=16∙10^-5 Вт/(мм²∙град) (по рис. 9-24а):

Δtп1 = pп1/ α1     Δtп1 = 16,7467ᵒС

10.1.14. Определим по форм. 9-391 значение перепада температуры в изоляции паза и катушек из круглых проводов Δtип1, учитывая, что эквивалентные коэффициенты: теплопроводности изоляции в пазу, учитывающий воздушные прослойки, λэкв =16∙10^-5 Вт/(мм∙град), и внутренней изоляции катушки, зависящий от отношения диаметров изолированного и неизолированного провода d/d` (0,937 о.е.), λꞌэкв = 112∙10^-5 Вт/(мм∙град) (по рис. 9-26):

Δtип1 = pип1(bи1/λэкв+(b1+b2)/(16∙λꞌэкв))  

    Δtип1 = 7,3471°С 

10.1.15. Определим по форм. 9-393 значение превышения температуры наружной поверхности лобовых частей обмотки над температурой воздуха внутри двигателя Δtл1:

Δtл1 = pл1/ α1   Δtл1 = 21,465°С 

 

10.1.16. Определим по форм. 9-394 значение перепада температуры в изоляции лобовых частей катушек из круглых проводов Δtил1:

Δtил1 = pл1∙hп1/(12∙ λꞌэкв)      Δtил1 = 3,2878°С

10.1.17. Определим по форм. 9-396 значение среднего превышения температуры обмотки над температурой воздуха внутри двигателя Δtꞌ1:

Δtꞌ1 = (Δtп1+ Δtип1)∙2∙l1/lср1 + (Δtл1+ Δtил1) ∙2∙lл1/lср1

Δtꞌ1 = 24,5611°С

10.1.18. Определим по форм. 9-401 значение потерь в обмотке ротора при максимальной допустимой температуре Pꞌм2:

Pꞌм2 = m∙(Iꞌꞌ2)²∙mт∙rꞌꞌ2     Pꞌм2 = 1103,2 Вт

10.1.19. Определим по форм. 9-398 значение потерь в двигателе со степенью защиты IP44, передаваемых воздуху внутри двигателя Pꞌ∑:

Pꞌ∑ = 2100,5667 Вт

10.1.20. Определим по форм. 9-399 значение среднее превышение температуры воздуха внутри двигателя над температурой наружного воздуха с ребрами на станине Δtв, учитывая коэффициент подогрева воздуха           αв =2,0∙10^-5 Вт/(мм²∙град) (по рис. 9-25а):

Δtв = Pꞌ∑/(Sмашр∙ αв)     Δtв = 72,2086°С

10.1.21. Определим по форм. 9-400 значение среднего превышения температуры обмотки над температурой наружного воздуха Δt1:

Δt1 = Δtꞌ1+ Δtв     Δt1 = 96,7697°С 

Вентиляционный расчет

10.2.1. Определим по форм. 1-27 значение максимально допустимого наружного диаметра корпуса Dкорп:

Dкорп = 2∙(h-h1)        Dкорп = 201,8672 мм

 

 

10.2.2. Определим по форм. 5-43 значение коэффициента, учитывающего изменение теплопередачи по длине корпуса машины в зависимости от его диаметра и частоты вращения k2:

k2 = 2,2∙⁴√(n1/1000)³∙√(Dкорп/100)  k2 = 5,4752

10.2.3. Определим по форм. 5-42 значение необходимого расхода воздуха у машин со степенью защиты IP44 и способом охлаждения ICA0141 Vв, учитывая, что теплоемкость воздуха св = 1100 Дж/(град м3):

Vв = k2∙ Pꞌ∑/(св∙ Δtв)      Vв = 0,1448 м³/с

10.2.4. Определим по форм. 5-44 расход воздуха, который может быть обеспечен наружным вентиляционным устройством, Vꞌв:

Vꞌв = 0,6∙(n1/1000)∙(Dкорп/100)³∙10^-2   Vꞌв = 0,1481 м³/с 

Полученное значение больше полученного в пункте 10.2.3 (Vꞌв > Vв), следовательно расчет произведен верно.

10.2.5. Определим по форм. 5-45 значение напора воздуха, развиваемого наружным вентилятором, Н:

Н = 12,3∙(n1/1000)²∙(Dкорп/100)²     Н = 451,1068 Па