книги / Проектирование электрических машин
..pdfh ( 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 + ^ |
+ |
&а |
(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 |
-ш |
■= |
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