Тепловой расчет. Определение тепловых сопротивлений и температуры перегрева.

Эскиз части якоря с аксиальными вентиляционными каналами дан на рис. 30, стрелками показаны направления тепловых потоков. Источниками тепла в якоре являются потери в меди обмотки якоря и потери в стали якоря.

Рис. 30. Эскиз якоря с тепловыми потоками для аксиальной системы вентиляции.

Тепловой поток в результате потерь в меди активной части обмотки якоря передается через изоляцию проводов и пазовую изоляцию сердечнику якоря и затем через поверхности якоря и вентиляционных каналов охлаждающему воздуху; тепловой поток в результате потерь в меди лобовой части обмотки якоря – через изоляцию лобовой части обмотки и обмоткодержатели охлаждающему воздуху.

Тепловой поток потерь в стали якоря (в сердечнике и зубцах) также передается охлаждающему воздуху через поверхности якоря и вентиляционных каналов.

Тепловая схема замещения якоря показана на рис. 31, где:

Рис. 31. Тепловая схема замещения якоря.

- тепловой поток потерь в меди обмотки якоря;

- тепловой поток потерь в стали якоря;

- общее тепловое сопротивление изоляции активной части обмотки якоря;

- общее тепловое сопротивление изоляции лобовой части обмотки якоря;

- тепловое сопротивление при отдачи тепла наружной поверхностью изоляции лобовой части обмотки якоря воздуху;

- тепловое сопротивление при отдаче тепла наружной поверхностью якоря воздуху;

- тепловое сопротивление при отдаче тепла поверхностью вентиляционных каналов воздуху.

1. Периметр охлаждающей поверхности для полузакрытых овальных пазов

2. Площадь паза

3. Общее тепловое сопротивление изоляции активной части обмотки якоря

где - односторонняя толщина слоя изоляции обмотки якоря и паза с удельной теплопроводностью, выбираем по таблице 2.4;

В расчете примем

4. Наружная поверхность якоря при аксиальной вентиляции

где - общая ширина по длине якоря проволочных бандажей (можно не учитывать).

5. Тепловое сопротивление при отдаче тепла наружной поверхностью якоря

где - коэффициент теплоотдачи в неподвижный воздух;

на основании замечаний к (6.2) и графической зависимости на рис. 32,;

6. Тепловое сопротивление при отдаче тепло поверхностью вентиляционных каналов, не считаем т.к. вентиляционные каналы не применяем.

7. Вылет лобовой части обмотки якоря с одной стороны

, при;

8. Одностороння толщина внешней изоляции катушек лобовой части обмотки якоря

Рис. 32. Средние значения коэффициента теплоотдачи при аксиальной системе вентиляции:

1 – дуг компенсационной обмотки, 2 – наружной поверхности катушки, 3 – наружной поверхности охлаждающего наконечника, 4 – наружной поверхности якоря.

9. Поверхность изоляции лобовых соединений обмотки якоря, при отсутствии вентиляционных каналов

где - суммарная ширина проволочных бандажей по длине вылета на одну сторону лобовых соединений.

10. Общее тепловое сопротивление изоляции лобовой части обмотки якоря

где - односторонняя толщина внешней изоляции катушек лобовой части обмотки якоря.

11. Тепловое сопротивление при отдаче тепла от наружной поверхности изоляции лобовой части обмотки якоря воздуху