4.9 Тепловий розрахунок

4.9.1 Цей розрахунок виконується за спрощеною методикою з урахуванням наступного.

4.9.1.1 При тепловому розрахунку приймаються найбільш несприятливі умови, тобто втрати потужності в обмотках розраховують при їхніх активних опорах, зведених до максимально допустимої температури вибраного класі нагрівостійкості ізоляції. Такі гранично допустимі температури для обмоток надані в табл.4.9 Вони, природно, відрізняються від розрахункових температур для активних опорів, які подані в табл.4.4. Тому і температурні коефіцієнти тепер в табл.4.9 позначені, як і , і вони мають більші, порівняно з табл.4.4, значення.

Таблиця 4.9 – Температурні коефіцієнти для активних опорів провідників

при гранично допустимих температурах прийнятого класу ізоляції

Прийнятий клас ізоляції		В	F
Гранично допустима температура, °С	ізоляційних матеріалів	130	155
	обмоток машин	120	140
Температурний коефіцієнт	для меді	1,4	1,48
	для алюмінію	1,43	1,52

4.9.1.2 При тепловому розрахунку обмотки статора враховують, що повітрю усередині двигуна передається тільки частка втрат потужності в активній частині статора (ця частка далі враховується коефіцієнтом ), решта втрат передається безпосередньо через станину зовнішньому охолоджуючому повітрю.

4.9.1.3 Для короткозамкнених асинхронних двигунів з литою кліткою тепловий розрахунок зазвичай проводиться тільки для обмотки статора.

4.9.2 Електричні втрати в обмотці статора, Вт ( див. в п.4.2.2)

.

4.9.3 Площа умовної внутрішньої поверхні охолоджування активної частини статора, мм²

.

4.9.4 Умовний периметр поперечного перерізу трапецеїдального напівзакритого паза (рис.2.1), мм

.

4.9.5 Площа умовної поверхні охолоджування пазів, мм²

.

4.9.6 Площа умовної поверхні охолоджування лобових частин обмотки, мм² ( за п.2.6)

.

4.9.7 Площа умовної поверхні охолоджування двигунів з охолоджуючими ребрами на станині, мм²

,

де h_ ‑ висота ребра, мм

;

n_ ‑ кількість ребер

.

4.9.8 Питомий тепловий потік від електричних втрат в активній частині обмотки і від магнітних втрат в осерді статора, віднесених до внутрішньої поверхні охолоджування активної частини статора, Вт/мм²

,

де коефіцієнт вибирається з табл. 4.10.

Таблиця 4.10 – Коефіцієнт – частка втрат потужності в активній частині,

яка передається повітрю всередині двигунів із ступенем захисту IP44

Кількість полюсів 2p	Коефіцієнт
2; 4	0,20…0,22
6; 8	0,18…0,19

4.9.9 Питомий тепловий потік від втрат в активній частині обмотки, віднесених до поверхні охолоджування пазів, Вт/мм²

.

4.9.10 Питомий тепловий потік від втрат в лобових частинах обмотки, віднесених до поверхні охолоджування лобових частин обмотки, Вт/мм²

.

4.9.11 Окружна швидкість ротора, м/с

.

4.9.12 Перевищення температури внутрішньої поверхні активної частини статора над температурою повітря усередині машини, С

,

де – коефіцієнт тепловіддачі поверхні статора залежно від при мм за рис.4.9.

Рисунок 4.9 - Коефіцієнт тепловіддачі з поверхні статора

4.9.13 Перевищення температури в ізоляції паза і котушок з круглого дроту, С

,

де ‑ еквівалентний коефіцієнт теплопровідності внутрішньої ізоляції котушки, визначається за рис. 4.10 залежно від співвідношення діаметрів неізольованого і ізольованого провідників обмотки статора ( , і за п.2.5, і за рис.2.1);

Вт/(ммград) ‑ еквівалентний коефіцієнт теплопровідності ізоляції в пазу, що враховує повітряні прошарки.

Рисунок 4.10 – Еквівалентний коефіцієнт теплопровідності

внутрішньої ізоляції котушки

4.9.14 Перевищення температури зовнішньої поверхні лобових частин обмотки над температурою повітря усередині машини, С

.

4.9.15 Перевищення температури в ізоляції лобових частин котушки з круглих проводів, С

,

де 0,25 мм ‑ одностороння товщина ізоляції котушок в лобових частинах обмотки.

4.9.16 Середнє перевищення температури обмотки над температурою повітря всередині двигуна, С

.

4.9.17 Втрати потужності в двигуні, що передаються повітрю усередині двигуна, Вт (складові втрат з п.4.3.6, 4.3.7 і 4.4.4)

,

де ‑ електричні втрати в обмотці ротора при максимально допустимій температурі, Вт ( з п.4.4.22, з табл.4.4)

.

4.9.18 Середнє перевищення температури повітря усередині двигуна над температурою зовнішнього повітря, С

,

де ‑ коефіцієнт підігріву повітря при мм за рис.4.11 залежно від .

4.9.19 Середнє перевищення температури обмотки статора над температурою зовнішнього повітря, С

.

4.9.20 Середня температура обмотки статора, С

,

де – прийнята температура охолоджуючого середовища.

Температура не повинна перевищувати гранично допустиму температуру обмоток, надану в табл.4.9, для вибраного класу ізоляції двигуна.

Рисунок 4.11 – Коефіцієнт підігріву повітря