7 Нахождение радиуса наиболее нагретого слоя и максимальную температуру. Температура внутренней и наружной поверхности катушки

7.1 Определение радиуса наиболее нагретого слоя

7.1.1 Определение толщины изоляции обмоточного провода

(7.1)

,

где - толщина изоляции обмоточного провода, ;

- диаметр обмоточного провода, ;

- диаметр обмоточного провода с изоляцией, ;

.

7.1.2 Определение коэффициента теплопроводности замещающего тела

Рядовая намотка катушки .

(7.2)

,

где - коэффициент теплопроводности замещающего тела, ;

- коэффициент теплопроводности изоляции обмоточного провода, ;

- коэффициент теплопроводности воздуха, ;

- диаметр голого провода, ;

- толщина изоляции, ;

Коэффициент теплопроводности примем .

Коэффициента теплопроводности изоляции обмоточного провода ;

.

7.1.3 Определение радиуса слоя катушки с максимальной температурой

(7.3)

,

где - радиус слоя с максимальной температурой, ;

- наружный радиус, ;

- внутренний радиус, ;

- эквивалентный коэффициент теплоотдачи с наружной поверхности обмотки;

- эквивалентный коэффициент теплоотдачи с внутренней поверхности обмотки;

- коэффициент теплопроводности замещающего тела;

.

7.2 Определение максимальной температуры нагрева катушки

7.2.1 Определение удельной объемной мощности катушки

(7.4)

,

где - удельная объемная мощность катушки, ;

- потребляемая мощность, ;

- наружный радиус, ;

- внутренний радиус, ;

- длина обмотки, ;

.

7.2.2 Определение теплового потока через наружную поверхность

(7.5)

,

где - тепловой поток через наружную поверхность, ;

- удельная объемная мощность катушки, ;

- наружный радиус, ;

- радиус слоя с максимальной температурой, ;

- длина обмотки, ;

.

7.2.3 Определение эквивалентное тепловое сопротивление теплопередачи в окружающую среду с наружной поверхности обмотки

(7.6)

,

где - эквивалентное тепловое сопротивление теплопередачи в окружающую среду с наружной поверхности обмотки,

- эквивалентный коэффициент теплоотдачи с наружной поверхности обмотки, ;

- наружный радиус, ;

- длина обмотки, ;

.

7.2.4 Определение теплового сопротивления наружного слоя обмотки

(7.7)

,

где - тепловое сопротивление наружного слоя обмотки, ;

- коэффициент теплопроводности замещающего тела;

- длина обмотки, ;

- радиус слоя с максимальной температурой, ;

- наружный радиус, ;

.

7.2.5 Определение максимальной температуры нагрева катушки

В соответствии со схемой замещения (рисунок 4.2):

(7.8)

,

где - максимальная температура нагрева катушки, ;

- тепловой поток через наружную поверхность, ;

- тепловое сопротивление наружного слоя обмотки, ;

- эквивалентное тепловое сопротивление теплопередачи в окружающую среду с наружной поверхности обмотки.

7.3 Определение температуры внутренней и наружной поверхности катушки

7.3.1 Определение температуры внутренней поверхности катушки

(7.9)

,

где - температура внутренней поверхности катушки, ;

- максимальная температура нагрева катушки, ;

- удельная объемная мощность катушки, ;

- коэффициент теплопроводности замещающего тела, ;

- внутренний радиус, ;

- радиус слоя с максимальной температурой, ;

.

7.3.2 Определение температуры наружной поверхности катушки

(7.10)

,

где - температура наружной поверхности катушки, ;

- максимальная температура нагрева катушки, ;

- удельная объемная мощность катушки, ;

- коэффициент теплопроводности замещающего тела, ;

- наружный радиус, ;

- радиус слоя с максимальной температурой, ;

.

7.4 Определение распределения температуры по сечению обмотки в радиальном направлении

7.11)

,

где - температура радиуса катушки, ;

- максимальная температура нагрева катушки, ;

- удельная объемная мощность катушки, ;

- коэффициент теплопроводности замещающего тела;

- радиус катушки, ;

- радиус слоя с максимальной температурой, ;

.

.

.

.

.

В Таблицу сведены результаты расчета, а на рисунке дан график зависимости температуры от радиуса катушки.

Таблица 7.1 Распределение температуры по сечению катушки

,	7	10	14,88	16	18	20,3
,	61,2	70,5	75,3	75,1	73,7	70,64

Рисунок 7.1 Распределение температуры по сечению катушки

.