10. Тепловой расчет

10.1. Превышение температуры внутренней поверхности сердечника статора над температурой воздуха внутри двигателя:

ºC

[по табл. 6-30 коэффициент, учитывающий, что часть потерь в сердечнике статора и в пазовой части обмотки передается через станину непосредственно в окружающую среду К = 0,78; потери в пазовой части катушек

Вт;

по рис. 6-60, а коэффициент теплоотдачи с поверхности α₁ = 120 Вт/(м²·ºС)].

Перепад температуры в изоляции пазовой части обмотки статора

ºC

[расчетный периметр поперечного сечения паза статора

П_п1 = 2h_п + b₁ + b₂ = 2·31,5 + 9,5 + 7 = 79,5 мм;

для изоляции класса нагревостойкости F λ_экв = 0,16 Вт/(м·ºC);

по рис. 6-62 для d/d_из = 1,6/1,685 = 0,95 находим коэффициент теплопроводности внутренней изоляции катушки λ_экв' = 1,4 Вт/(м·ºC)].

Перепад температуры по толщине изоляции лобовых частей

ºC

[потери в лобых частях катушек Вт; периметр условной поверхности охлаждения лобовой части катушки

П_л1 = П_п1 = 79,5 мм; b_из,л1 = 0].

Превышение температуры наружной поверхности лобовых частей над температурой воздуха внутри машины

ºC.

Среднее превышение температуры обмотки статора над температурой воздуха внутри машины

ºC.

Превышение температуры воздуха внутри машины над температурой окружающей среды:

ºC

[Сумма потерь, отводимых в воздух внутри двигателя

ΣP_в' = ΣP' – (1 – K)(P_э,п1' + P_ст,осн) = 5600 – (1 – 0,78)(1182,5 + 782,24) =

= 5167,76 Вт,

где ΣP' = ΣP + (k_ρ – 1)(P_э1 + P_э2) = 5330,9 + (1,07 – 1)(2543 + 1300,7) = 5600,0 Вт;

эквивалентная поверхность охлаждения корпуса

S_кор = (πD_а + 8П_р)(l₁ + 2l_выл1) = (π·0,437 + 8·0,45)(0,176+2·0,085) = 1,72 м²,

где по рис. 6-63 условный периметр поперечного сечения ребер станины

П_р = 0,45 м² для h = 250 мм; по рис. 6-60, а

коэффициент подогрева воздуха α_в = 1050 Вт/(м²·ºС) для D_a = 0,437 м].

Среднее превышение температуры обмотки статора над температурой окружающей среды:

ºC.

10.2. Расчет вентиляции. Требуемый для вентиляции расход воздуха

м³/с.

Расход воздуха, обеспечиваемый наружным вентилятором

м³/с,

где n_к и b_к число и ширина радиальных вентиляционных каналов, принимаем n_к = 5 и b_к = 0,05 м; m – коэффициент, m = 2,5 для двигателя 2p = 6;

Q_в' > Q_в.

Расход воздуха, обеспечиваемый наружным вентилятором, больше требуемого для охлаждения.

Заключение

В курсовом проекте рассчитан асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором степенью защиты IP 23 со следующими техническими данными:

1. P_2н = 55 кВт;

2. U_1н = 220/380 В;

3. cosφ_н = 0,90;

4. η_н = 0,912;

5. M_п* = 1,35 о.е.;

6. I_п* = 6,23 о.е.;

7. M_к* = 2,86 о.е.

Прототип спроектированного двигателя 4АН250S6У3 имеет следующие технические характеристики: cosφ_н = 0,87; η_н = 0,925; M_п* = 1,2 о.е.; I_п* = 6,5 о.е.; M_к* = 2,0 о.е.

У спроектированного двигателя несколько выше коэффициент мощности, но ниже коэффициент полезного действия. Что объясняется несколько большим полученным значением активного сопротивления обмотки статора.

Во всяком случае, электрическая машина проектируется под конкретный электропривод и должна соответствовать условиям применения ее в электроприводе.