Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

книги / Проектирование электрических машин

..pdf
Скачиваний:
84
Добавлен:
19.11.2023
Размер:
41.48 Mб
Скачать

h ( r ,+ />,) + 4/*l +

hixi +

... +

4 -1 jxt +

f j Xi e

J k

Л /Л + /2 (r 2 + / 2 * , j + ^ 2 * 1 + - +

 

2 * « +

 

 

"b h i 2 * »

=■ £/e;

 

 

 

 

 

 

 

i

 

 

 

 

 

4 / * i f

+ /з ( ' . + ф ) + ~ ~ь i n - 1 / 2

-t-

 

 

+

^

2 ^

= 0»;

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

Лмч -i- /о/ 2

*< +

h i 2 * *

+ — + 4 - i

+

/ 2 xij +

 

 

+ 4 / 2 ^ 1

 

 

 

 

 

hixi +

/ 2/ V

jfi -i- hi 2

** +

- 4 - i / 2

 

A'« +

 

 

1

 

 

l

 

1

 

 

 

A + 4

+ 4

+

••• +

4 - i

+ 4 = 4 .

 

 

Матрица системы (6-301) легко приводится к виду:

 

Г1 — ('a + jxj)

 

— ix2

... — jx.

 

— M>

0

 

 

-

+

/-V3)

... — jx3

— /-Vn

0

0

 

 

r3

ix4

 

ix4

0

0

 

 

0

 

•^/r-1

 

— (r,; +

/-V„)

(6-301)

(6-302)

Принимая ток в п-м слое /„ = 1 , можно найти все токи /,• и / с (в от­ носительных единицах) по следующим формулам:

4-! = 4 — --- 1- j

r„ - i

rn—t

 

L - , ~ U , ^ = L + jJ ^ L .у

/

rn—»

rlt—j jam *

 

4 ik+l^h±L +

/^ ± L

(6-303)

rh

rtt

231

После решения системы уравне­ ний (6-303) расчет ведется в ниже­ следующей последовательности.

Активное сопротивление стерж­ ня ротора с учетом действия эффек­ та вытеснения тока

2 ( ' М

(6-304)

коэффициент увеличения актив­ ного сопротивления стержня

 

 

2

« ' i )

(6-305)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

' с ' с

 

 

 

где

гс — сопротивление

единицы

 

длины

стержня

при

по­

 

стоянной

плотности

тока

 

по его

сечению,

т. е.

без

 

учета

влияния

эффекта

 

вытеснения

тока.

 

 

 

Коэффициент

магнитной прово­

димости

участка

паза,

занятого

стержнем

обмотки

с

учетом

эф­

фекта вытеснения

тока

 

 

 

 

I.HM)

(6-306)

 

Коэффициент

уменьшения

про­

водимости

под влиянием

эффекта

вытеснения тока

 

 

 

 

 

 

 

К ~ ^п2|^п2»

 

 

где

коэффициент

магнитной прово­

димости участка паза, занятого об­ моткой, без учета влияния эффек­

та

вытеснения тока

 

где

2 Як— сумма

площадей по-

 

к=п

сечений

элементарных

перечных

слоев, расположенных под i-м сло­ ем, для которого рассчитана прово­ димость Л,.

Выражение (6-307) может быть использовано только при постоян­ ном в пределах сечения стержня

удельном сопротивлении. При раз­

личном удельном сопротивлении участков стержня используют сле­ дующее выражение:

SHM1

(6-308)

т

где

Ж

сумма

проводимо­

 

стей

на

единицу

 

 

длины

элементар­

 

 

ных

слоев, распо­

 

 

ложенных

ниже

 

 

i-ro

слоя;

 

 

 

 

проводимость

еди­

 

 

ницы длины стерж­

 

 

ня.

 

 

 

 

 

Точность описанного

метода

за­

висит от принятого

числа

элемен­

тарных слоев п.

Достаточная

для

практических

расчетов

точность

(погрешность в

пределах

2— 3% от

аналитического решения задачи для прямоугольного паза) обеспечива­ ется при числе элементарных сло­

ев л > 3 £ ,

где

| — приведенная

вы­

сота стержня

по (6-231). Таким

образом,

при

частоте тока

/2 =

= 50 Гц для алюминиевых стерж­ ней высотой, например, 30 мм до­ статочно подразделить стерженька 7—8 элементарных слоев. При этом высота верхних, т. е. находящихся ближе к шлицу слоев, должна быть взята в 3—4 раза меньшей, чем по­ следующих. Токи в элементарных слоях по (6-303) можно рассчитать вручную. При большем числе сло­

ев

целесообразно

пспользбвать

ЭВМ. Программа

расчета

приведе­

на

в приложении

I.

 

известной

 

Метод предполагает

картину поля рассеяния в пазу. Ес­ ли она не известна, то может быть

принято

добавочное допущение

о прямолинейности

магнитных

си­

ловых линий потока

пазового

рас­

сеяния,

которое является обычным

в задачах такого рода. В большин­ стве случаев картина поля, близ-

'232

к ая

к

действительной,

мож ет

быть

л егко

получена

 

моделированием

или

просты м

 

построением

поля

по

известны м

методам .

 

 

 

 

 

 

 

 

Д ан н ы й

метод

применим

так ж е

и

к

расчету

эквивалентны х

сопро­

тивлений

двухклеточны х

 

роторов.

В

этом

сл у ч ае

пазы двойной

клетки

р ассм атр и ваю тся

как

один

 

сл о ж ­

ный

п аз. П роводим ость перемычки

м еж ду

стерж ням и

 

вклю чается

в

п роводим ость

верхней

магнитной

трубки

стер ж ня

 

рабочей

 

клетки.

П ри

общ их

зам ы каю щ их

 

кольцах

их

сопротивление

учиты вается

пос­

л е

оп ределен ия эквивалентного

со­

проти влен ия

 

стерж ней

r Cg

и

Х„б.

т. е. т а к ж е,

как

при

ф игурных

п а ­

зах .

П р и

наличии

раздельны х

з а ­

м ы каю щ их

колец

система

у равне­

ний

и

схем а

 

зам ещ ения

несколько

усл о ж н яю тся

 

(рис.

6-58), так как

приходится

 

учиты вать

п оследова­

тельно

вклю ченные

в

каж дую

из

групп

п араллельны х

 

ветвей

 

отно­

сящ и хся к

верхней

и

нижней

клет­

к ам

сопротивления

 

соответствую ­

щ их

зам ы каю щ и х

колец. П риведен ­

н ая

на

рис.

6-58

схема зам ещ ени я

соответствует

 

подразделению

 

верх ­

него

стерж ня

двойной

клетки

иа k

и

ниж него

иа

t элем ентарны х

сло-

6BJ Гв1,

Гп2, •••• I'nk

И

Л’в 1,

Хо2,

 

XD/i

соответственно

активны е

и

 

у слов­

ные

индуктивны е

 

сопротивления

элем ентарны х

слоев

верхнего

стер ­

ж н я,

а

Г,и,

Г,12,

 

И

Х,„,

 

Л*Н2, ....

дс,н — элем ентарны х

слоев

 

нижнего

стерж ня; J W

— условное

индуктив­

ное

сопротивление

суж енного

у ч а ­

стка

п аза

 

(перемычки)

 

 

меж ду

стерж ням и

 

рабочей

 

и

пусковой

клетки:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

*пср =

ю#<Дпср = w2u0 J h lS lL ,

(6-309)

 

 

 

Опер

 

где

fin ср "

&пср — высота

и ши­

 

 

рина

перемычки.

h i и

/„* — токи

в элементарны х

w

слоях

стерж ней раб о ­

 

чей и

пусковой

клеток;

 

/ с в =

* .

 

в

стерж не

 

2 / В| — ток

 

пусковой

(верхней)

 

клетки;

 

 

 

/ с „ =

2/„,- — ток

в

стерж не

1

рабочей

(нижней)

клетки;

 

/ с — ток ротора;

 

хп — индуктивное сопротив­

ление,

определяем ое

коэфф ициентами м аг­

нитной

проводимости

диф ф еренциального

и

лобового

рассеяния

пусковой

клетки;

 

Ь д .о - п о

(6-174);

 

tan в — по

(6-176) или

по

(6-177);

-Гкл.н — индуктивное

сопротив­

ление лобового

р ассея­

ния

ниж ней клетки;

 

Якли— по

(6-176)

или

по

(6-177);

 

 

 

 

г'л „, г 'л п —

активны е

со­

противления

участков

зам ы каю щ и х

 

колец

пусковой

и

 

рабочей

клеток, приведенные к

току

ротора:

 

 

 

'кл.п =

2гК1,/Д-;

 

(6-310)

Гкл.и

~ “ta.-i.i/A2*

(6‘311)

233

Сопротивление

 

х Кл.в, вынесен­

кам /| и принятым удельным сопро-

ное в общую цепь пусковой и рабо­

тивлениям

каждого

слоя определя­

чей

клеток,

учитывает

также

ин­

ют

потери

в

слое и его нагрев за

дуктивную

связь

колец обеих кле­

определенный

промежуток

 

време­

ток (см. § 6 -1 2 ).

 

 

 

 

KR и Кх

ни, после

чего

уточняют

значение

Задача

определения

PI?I -

грубом

приближении

процесс

обмоток

двухклеточного

ротора

с

В

раздельными

замыкающими

коль­

нагрева может быть

принят

адиаба­

цами

 

решается

после

определения

тическим. Более точные

результаты

токов

/,

схемы

замещения

(рис.

дает учет тепловых связей элемен­

6-58),

что может

 

быть

выполнено

тарных

слоев

друг

с другом

и со

любым из известных методов реше­

сталью

зубцов

 

ротора.

Решение

ния

разветвленных

электрических

этой задачи выходит за рамки

цепей

переменного тока.

При при­

учебных проектов и в данном кур­

нятом

большом

числе

элементар­

се не рассматривается.

 

 

 

 

ных слоев

(n = k -\-t) для этой цели

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

целесообразно применять ЭВМ,

 

ис­

6-15. ОСОБЕННОСТИ ТЕПЛОВОГО

 

 

пользуя

 

стандартные

 

программы

И ВЕНТИЛЯЦИОННОГО РАСЧЕТА

 

 

 

решения

комплексных

 

уравнений.

АСИНХРОННЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ

 

 

 

Существенные

 

упрощения

 

до­

На первоначальной

стадии

про­

стигаются

уменьшением

числа

эле­

ментарных

слоев

 

до

трех-четырех

ектирования

достаточно

достовер­

или до двух. При двух элементар­

ную оценку теплового режима дви­

ных

слоях

(стержни

 

пусковой

и

гателя дает приближенный

метод

рабочей

 

клеток

рассматриваются

теплового

расчета,

основанный на

как элементарные слои) схема за­

упрощенном

представлении

о

ха­

мещения (рис. 6-58) трансформиру­

рактере

тепловых

 

связей

между

ется в схему рис. 6-54 и расчет вы­

элементами электрической

машины.

полняется

по методу,

изложенному

В нем используются средние значе­

в §

6 -1 2 ,

однако

это

снижает

точ­

ния

коэффициентов

 

теплоотдачи с

ность расчета.

 

 

 

 

 

 

 

 

поверхности

и

 

теплопроводности

Естественно,

 

что

 

применение

изоляции,

характерные

для опреде­

данного

 

метода,

 

основанного

 

на

ленной

конструкции

и

технологии

подразделении стержня

на большое

производства

двигателей

данного

число

элементарных слоев,

целесо­

типа.

расчета

нагрева асинхрон­

образно

лишь при

сложных

конфи­

Для

гурациях

 

стержней,

и

при

необхо­

ных

машин,

спроектированных

на

 

базе

серии

4А,

могут

быть

взяты

димости

получить

более точный

 

ре­

зультат,

чем

по

приближенным

 

ме­

приведенные

в

 

[ 1 2 ] усредненные

тодам, основанным

на допущении о

коэффициенты

теплоотдачи

с

по­

независимости глубины

проникно­

верхности

и теплопроводности

изо­

вения тока от конфигурации

стерж­

ляции в пазовой

и лобовой

частях

обмоток.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ней.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Расчет

нагрева

 

проводят,

ис­

Изложенный

 

метод

позволяет

 

 

пользуя

значения

потерь,

получен­

также

учесть влияние

неравномер­

ных

для

номинального

режима, но

ного

по

площади

сечения

нагрева

потери в

изолированных

обмотках

стержней

в пусковых

режимах,

 

что

 

статора

и фазного ротора

несколь­

особенно

 

важно

для

машин,

рас­

 

ко

увеличивают

по

сравнению с

считанных для

работы с тяжелыми

расчетными,

предполагая,

что

об­

условиями

пуска.

 

 

 

 

 

 

 

мотки могут быть нагреты до пре­

Для этой цели удельное сопро­

дельно

допустимой

 

для принятого

тивление

 

каждого

элементарного

класса

 

изоляции

 

температуры:

слоя

р 0 ,

ставится

 

в зависимость от

при

классе нагревостойкости

изоля­

температуры

слоя.

 

 

 

 

 

 

ции

В —-до

1 2 0 °С,

при

классе

на­

Задача

 

решается

методом

 

по­

гревостойкости

 

изоляции

 

F — до

следовательных

приближений. Пос­

140°С и при классе нагревостойко­

ле каждого

этапа

решения

по

то­

сти

изоляции

Н — до

165°С.

При

234

этом коэффициент увеличения по­ терь kp по сравнению с полученны­ ми для расчетной температуры со­

ставит:

для обмоток с

изоляцией

иласса

нагревостой кости

В kp =

= pi2o/p7s=U5, для обмоток с изо­ ляцией класса нагревостойкостн F

fep =p|4o/pllS== 1,07 и

для обмоток

с изоляцией класса

нагревостойко-

сти

Н kp = p i6s/pn5 = 1.45.

_

Электрические потерн в обмотке

статора разделяются на потерн в пазовой части Р '<п, и потерн в ло­

бовых частях катушек Р \ я

<6-3 >2)

•срг

(6‘313>

*ср»

Превышение температуры внут­ ренней поверхности сердечника ста-

235

Рнс 6-61 Средине значения коэффициентов теп­ лоотдачи с поверхности а, н подогрева воздуха а„ асинхронных двигателей исполнения IP23 щ>н

U=6000 В.

236

тора

над

температурой

воздуха

внутри машины, °С,

 

 

 

 

 

 

 

<6 -з и >

где

а А— коэффициент

теплоотдачи

 

с

поверхности

по

рис.

 

6-59—6-61 в зависимости

 

от

исполнения

машины;

К— коэффициент, учитываю­ щий, что часть потерь в сердечнике статора и в пазовой части обмотки пе­ редается через станину непосредственно в окру­ жающую среду (принима­ ют по табл. 6-30).

иал и Ь— число и ширина неизоли­

рованных

элементарных

проводников,

располо­

женных в

одном

слое

по ширине

паза;

 

 

Я.ЭКв — средняя

эквивалентная

теплопроводность

пазо­

вой изоляции.

 

 

Т а б л н ц а 6-30

Средние значения коэффициента К для асинхронных двигателей серии 4А

Исполнение двнглтеляпо способуза­ шиты

2

*

0

8

10

12

 

 

Число полюсоп двигатели 2р

1Р44

0 ,2 2

0 ,2 0

0,19

0,18

0,17

0,16

1Р23

0,84

0,80

0 ,7 8 10,76

0 ,7 4 1 0,72

Перепад

температуры

в изоля­

ции пазовой части обмотки стато­ ра, °С,

Д#„,п. =

(-5=21- + к ± ± ‘ ) .

 

птli \

?

И**» }

 

 

 

 

 

 

(6-315)

где Ящ — расчетный

 

периметр по­

перечного сечения

паза статора,

равный для

полузакрытых трапе­

цеидальных пазов (см. рис.6-19,а):

 

Яв1 = 2/1п + ^

+

(6-316)

(А„,

Ь|, Ь2— размеры

паза

в штам­

пе);

для прямоугольных

открытых

и полуоткрытых пазов

 

(см. рис.

6-17 и 6-18)

 

 

 

 

Пщ = 2 ф„ +

ba);

(6-317)

Ь»з1— односторонняя

толщина изо­

ляции в пазу; для всыпной обмот­

ки 61|л1

берется

по соответствую­

щим таблицам

(см. гл. 3). Для об­

моток

из прямоугольного

провода

 

Auai “ Фи— «ол А) 0,5,

(6-318)

Рис. 6-62. Средине значения коэффициентов теплопроводности ?.эк„ внутренней изоляции

катушек всыпнон обмотки из эмалирован­ ного провода.

Для

классов

нагревостойкости

В, F и Н: а.эк»=0,16 Вт(м-°С);

Я'кв — среднее

значение

коэффи­

циента

теплопроводности

внутрен­

ней изоляции катушки всыпнон об­ мотки из эмалированных провод­ ников с учетом неплотности приле­

гания

проводников друг

к

другу;

значение

Я'эк„ — по рис. 6*62;

для

обмоток

из

прямоугольного

прово­

да

в

(6-315)

принимают

^1- ЬА-

0.

 

 

 

 

 

 

16Хэкв

 

не

Перепад температуры по толщи­

изоляции

лобовых

частей, °С,

 

Д<К

 

^-•,1

А ,а<л

■+

 

 

 

2ZXПД11т

[ л9К1

 

 

 

■л1

 

 

 

 

 

 

 

+ - ~ - \

 

 

(6-319)

где

 

Ял1 — периметр

 

условной

 

 

 

 

поверхности

 

охлаж­

 

 

 

 

дения лобовой

части

 

 

 

 

одной катушки;

77Л1 «

 

 

 

 

тПаС,

 

 

 

 

237

 

Ьнэ,л1

— односторонняя

 

тол­

Для двигателей со степенью за­

 

 

 

 

 

щина

 

изоляции лобо­

щиты IP23

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

вой

 

части

катушки

 

2 р ; =

2 Р

' - ( 1 - / о (я ;1Л +

 

 

 

 

 

 

(по таблицам гл. 3).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

При

 

отсутствии

изо­

 

 

+

^ т . о с ) .

 

(6-323)

 

 

 

 

 

ляции

в лобовых час­

где

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

тях

 

Ьиа.л! = 0 ;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

обмотки

2Р' = 2Р +

(/гр — 1) (РЭ1+

Л>2);

 

 

Я,'кв — для

 

всыпной

 

 

 

 

 

по рис. 6-62. Для ка­

 

 

 

 

 

 

 

(6-324)

 

 

 

 

 

тушек

из

прямоуголь­

 

2 Р — сумма

всех

потерь

в дви­

 

 

 

 

 

ного

 

 

провода

прини­

 

 

 

 

 

 

 

 

гателе при номинальном режиме и

 

 

 

 

 

мают

■=

0.

 

 

 

 

 

 

 

расчетной

температуре;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

12*экв

 

 

 

 

•^кор = nDa (k +

2111ЫЛ1).

(6-325)

 

Превышение

температуры

на­

 

 

Для двигателей со степенью

за­

ружной

поверхности изоляции ло­

бовых

частей

обмотки

 

над

темпе­

щиты IP44 при расчете 2Р^

не учи­

ратурой

 

воздуха

 

внутри

маши­

тывают также мощность,

потребля­

ны, °С,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

емую наружным

вентилятором,

ко­

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

торая составляет примерно 0,9 сум­

 

 

АФпов.л! — 2лО/ВЫЛ1

 

 

(6-320)

мы

полных

механических

потерь:

 

 

 

 

 

2 р ; =

2 р ' - ( 1 - / о (/>;„! +

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ры

Среднее

превышение

температу­

 

+

/>сТ.о с„ )-0 ,9 Р мсх,

(6-326)

обмотки

статора

над

темпера­

где

2Р ' — по

(6-324).

 

 

 

турой

воздуха внутри

машины, °С,

 

 

 

При расчете 5„ор учитывают по­

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(ДФП0Л1- +

ДФ пз.ш ) 2/х +

 

верхность

ребер

станины:

 

 

 

д^.' _ +(^^113|Л1+Д^пов1Л1)2/Л1:

•^кор = (л^а "Ь ®Др) (^1 “Ь 2/пыл1),

 

 

 

 

 

 

 

^cpi

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(6-321)

 

 

 

 

 

 

 

(6-327)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

где

Яр — условный

периметр

по­

 

Превышение

температуры

воз­

 

перечного

сечения ребер

станины;

духа внутри машины над темпера­

значение

Яр

может

быть

взято

турой

окружающей

среды

 

опреде­

приближенно по кривой рис. 6-63.

ляется в предположении, что тем­

 

Среднее превышение

температу­

пература

корпуса

 

равна

температу­

ры обмотки статора над температу­

ре

воздуха

внутри

 

машины.

При

рой

окружающей среды,

°С,

 

этом условии

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ДО, =

Щ +

М в.

 

(6-328)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Д#В =

 

 

 

 

 

 

(6-322)

Из-за приближенного

характера

 

 

 

 

 

•SH O P в

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

расчета ДО| должно быть по край­

где

2 р' — сумма

 

потерь,

 

отводи­

ней мере на 10% меньше, чем до­

 

 

 

 

мых

 

в

воздух

 

внутри

пускаемое

превышение

температу­

 

 

 

 

двигателя,

Вт;

 

 

 

ры для принятого класса изоляции

 

 

ав— коэффициент

подогре­

(см. табл. 5-1).

температуры

об­

 

 

 

 

ва воздуха,

Вт/(м2*°С),

Превышение

 

 

 

 

учитывающий

 

тепло­

мотки фазного

ротора определяет­

 

 

 

 

отдающую

способность

ся аналогично в следующей после­

 

 

 

 

поверхности

корпуса и

довательности.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

интенсивность

 

переме­

Превышение

температуры

маг-

 

 

 

 

шивания воздуха

внут­

нитопровода ротора

над температу­

 

 

 

 

ри

 

машины

 

 

(рис.

рой

воздуха

внутри

машины,

°С,

 

 

 

 

6*69-6-61);

 

 

 

 

 

 

 

 

Рэ.п2

 

(6-329)

 

•SHOP ““■эквивалентная

 

поверх­

 

Д'б’повг

 

 

 

 

nZ?2 h а2

 

 

 

 

 

ность

 

охлаждения

кор­

где

 

 

 

теплоот-

 

 

 

 

пуса,

М2.

 

 

 

 

 

eta*— коэффициент

238

дачи с поверхности — по рис. 6-64—6-65;

электрические потери

в пазовой части обмот­ ки ротора:

P ' . * = K P * T l - <м з °)

<СП2

М

0 ,5 6

0 ,4 8

0 ,4 0

0 ,3 2

0 , 2 4

0,16

0 , 0 8

О

8 0 16 0 2 4 0 3 2 0 4 0 0 м м

Рнс. 6-СЗ. Средние значении периметра по­ перечного сечения ребер асинхронных дви­ гателей серии 4А.

Перепад температуры в изоля­ ции пазовой части обмотки рото­ ра, °С,

 

ДА,

 

(6-331)

 

2-г Пип I«Лаки

 

где

Л П2— периметр

паза

ротора.

Для

прямоугольных

пазов

 

 

Пп2 = 2 (hu2 +

bai).

(6-332)

Превышение температуры на­ ружной поверхности лобовых час­ тей над температурой воздуха вну­ три машины, °С,

Д^пов.лЗ —

К.Л2

(6-333)

2nDj ^ПЫЛ2 а4

где Р' л, — электрические потери в лобовых частях обмотки, Вт:

(6-334)

‘с р 2

Перепад температуры в изоля­ ции лобовых частей обмотки рото­ ра, °С,

 

 

zVl"f''Л 2

<6'35)

 

 

‘Л2 лЭКВ

 

 

где

Пл, — периметр

поперечного

 

 

сечения

условной по­

 

 

верхности

охлаждения

 

 

лобовой

части

одной

 

 

катушки: /7Л2=Дп2;

 

6„3 л, — односторонняя

 

толщи­

 

 

на изоляции

лобовых

 

 

частей (по табл.гл.З).

Среднее

превышение

темпера­

туры обмотки ротора над темпера­

турой воздуха внутри двигателя, °С,

дф/ _ (АФпопг Авиэ.пг) 2/а +

 

2

*срг

 

 

 

+

(А'виа.ла + А0Г1оп,ла) 2/дз.

 

(6-336 )

Среднее

превышение температу­

ры обмотки ротора над окружаю-

Вт /(мг‘°С)

Рис. 6-64. Средние значения коэффициента теплоотдачи с поверхности фазных роторов асинхронного двигателя с i/n^ 6 8 0 В.

а — исполнения IPH с продуваемым ротором; 6 — исполнения IP23.

239

щей средой, °С,

А% = Лйо + Д#п. (6-337)

Вентиляционный расчет асин­ хронных двигателей, так же как и тепловой иа первоначальном этапе проектирования, может быть вы­ полнен приближенным методом

Вт/(мг-°с)

Рис. 6-65. Средние значения коэффициента теплоотдачи с поверхности фазных роторов асинхронных двигателей с Va= 6000 В ис­ полнения IP23.

п — частота

вращения

двигателя,

об/мин;

m — коэффициент

( т =

= 2 ,6 для

двигателя

с

2/7=2;

т = 3 - 1 5

для

двигателя с

2 р > 4)-

 

 

Формула (6-339) приближенно

учитывает суммарное действие

всех

нагнетательных элементов в

дви­

гателе: лопатокна

замыкающих

кольцах литой

клетки,

вылетов

стержней при сварных клетках ко­ роткозамкнутых роторов, лобовых частей фазных роторов, вентиляци­ онных распорок в радиальных ка­ налах и др.

Для двигателей со степенью за ­ щиты 1Р44 требуемый для охлаж­ дения расход воздуха, м3/с,

QD=

кш*Р*

(6-340)

ПООДФц

 

где km— коэффициент, учитываю­ щий изменение условий охлажде­ ния по длине поверхности корпуса,

[12].Метод заключается в сопо­ обдуваемого наружным вентилято­

ставлении расхода воздуха, необхо­ димого для охлаждения двигателя и расхода, который может быть по­

лучен

при данной

конструкции

и

размерах

двигателя.

 

 

Для двигателей,

спроектирован­

ных на базе серии

4А со степенью

защиты

IP23,

требуемый

для

ох­

лаждения

расход воздуха,

м3/с,

 

 

 

 

1100ДФВ *

(6-338)

 

 

 

 

 

где

2PJ,— по

(6-326);

 

 

 

ДФд— превышение

темпера­

 

 

туры

выходящего

из

 

 

двигателя воздуха

над

 

 

температурой

входя­

 

 

щего;

приближенно

 

 

Д0^=2Дбв, где Дб'в —

 

 

по (6-322).

 

 

Расход

воздуха,

который может

быть получен при данных размерах

двигателя,

оценивается

по

эмпири­

ческой формуле

 

 

^ « - ( п Л

+ О Л ) - ; ^ ^ ,

(6-339)

где пн и Ьк— число и

ширина ра­

 

диальных

 

вентиля­

 

ционных

каналов, м;

ром: _______

=<6 -3 4 1 >

Коэффициент п г= 2,6 для двига­

телей с 2 р = 2

при

 

132 мм и

пг—3,3 при

160 мм; /п = 1,8 для

двигателей с 2/7^4 при h ^ l3 2

мм

и т = 2,5

при h^t 160

мм.

 

 

Расход

воздуха,

обеспечивае­

мый наружным

вентилятором

при

конструктивном

исполнении, и

раз­

мерах,

принятых в двигателях

се­

рии 4А,

может быть

приближенно

определен

по следующей

формуле:

 

 

C ; = 0 ,6 D 2 - i - .

(6-342)

Расход воздуха Q' должен быть

больше требуемого для охлаждения машины Q0.

6-16. ПРИМЕРЫ РАСЧЕТА

а) Расчет двигателя с короткозамк­ нутым ротором

Техническое задание

Спроектировать трехфазный асинхрон­ ный двигатель с короткозамкнутым рото­

ром: Р2=15

кВт, «1 = 1500

об/мин; t/=

=220/380 В;

конструктивное

исполнение

240

Соседние файлы в папке книги