5 Тепловий розрахунок

5.1 Зауваження щодо розрахунку

5.1.1 Тепловий розрахунок виконуємо за спрощеною методикою з урахуванням наступного:

1) приймаються найбільш несприятливі умови, тобто втрати потужності в обмотках розраховуються при їхніх активних опорах, зведених до максимально допустимої температури вибраного класу нагрівостійкості ізоляції;

2) при тепловому розрахунку обмотки статора враховується, що повітрю усередині двигуна передається тільки частка втрат потужності в активній частині статора, решта втрат передається безпосередньо через станину зовнішньому охолоджуючому повітрю;

3) для асинхронних двигунів з короткозамкненим ротором тепловий розрахунок зазвичай проводиться тільки для обмотки статора.

5.2 Розрахунок за спрощеною методикою

5.2.1 Електричні втрати в обмотці статора

Вт.

5.2.2 Площа умовної внутрішньої поверхні охолоджування активної частини статора

мм².

5.2.3 Умовний периметр поперечного перерізу трапецеїдального напівзакритого паза

мм.

5.2.4 Площа умовної поверхні охолоджування пазів

мм².

5.2.5 Площа умовної поверхні охолоджування лобових частин обмотки

мм².

5.2.6 Площа умовної поверхні охолоджування двигуна з охолоджуючими

(5.1)

ребрами на станині

,

де h_ − висота ребра, яку приймаємо h_ = 12 мм;

n_ − кількість ребер, приймаємо n_ = 18.

Підставляємо отримані значення у (5.1)

мм².

5.2.7 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

(5.2)

,

де − коефіцієнт, як частка втрат потужності в активній частині, яка

передається повітрю всередині двигунів із ступенем захисту IP44, визначається

по [2], = 0,18.

Підставляємо отримане значення у (5.2)

Вт/мм².

5.2.8 Питомий тепловий потік від втрат в активній частині обмотки, віднесених до поверхні охолоджування пазів

Вт/мм².

5.2.9 Питомий тепловий потік від втрат в лобових частинах обмотки, віднесених до поверхні охолоджування лобових частин обмотки

Вт/мм².

5.2.10 Окружна швидкість ротора

м/с.

5.2.11 Перевищення температури внутрішньої поверхні активної частини статора над температурою повітря усередині машини

(5.3)

,

де – коефіцієнт тепловіддачі поверхні статора, визначається по [2],

= 8∙10^-5 Вт/(мм²град).

Підставляємо отримане значення у (5.3)

С.

5.2.12 Перевищення температури в ізоляції паза і котушок з круглого дроту

(5.4)

,

де − еквівалентний коефіцієнт теплопровідності внутрішньої ізоляції котушки, визначається по [2], = 95∙10^-5 Вт/(ммград) ;

– еквівалентний коефіцієнт теплопровідності ізоляції в пазу, що враховує повітряні прошарки, визначається по [2], Вт/(ммград).

Підставляємо отримані значення у (5.4)

С.

5.2.13 Перевищення температури зовнішньої поверхні лобових частин обмотки над температурою повітря усередині машини

С.

5.2.14 Перевищення температури в ізоляції лобових частин котушки з круглих провідників

(5.5)

,

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

Підставляємо отримане значення у (5.5)

С.

5.2.15 Середнє перевищення температури обмотки над температурою повітря всередині двигуна

С.

5.2.16 Втрати потужності в двигуні, що передаються повітрю всередині

двигуна

(5.6)

,

де − електричні втрати в обмотці ротора при максимально допустимій температурі, які знаходиться як

Вт.

Підставляємо отримане значення у (5.6)

,Вт

5.2.17 Середнє перевищення температури повітря усередині двигуна над температурою зовнішнього повітря

(5.7)

,

де − коефіцієнт підігріву повітря, визначається по [2],

= 1,410^-5 Вт/(мм²град).

Підставляємо отримане значення у (5.7)

С.

5.2.18 Середнє перевищення температури обмотки статора над температурою зовнішнього повітря

С.

5.2.19 Середня температура обмотки статора

(5.8)

,

де – прийнята температура охолоджуючого середовища, .

Підставляємо отримане значення у (5.8)

С.