10. Тепловой расчет

10.1. Превышение температуры внутренней поверхности сердечника статора над температурой воздуха внутри двигателя:

ºC

коэффициент, учитывающий, что часть потерь в сердечнике статора и в пазовой части обмотки передается через станину непосредственно в окружающую среду К = 0,22;

потери в пазовой части катушек:

Вт;

коэффициент теплоотдачи с поверхности α₁ = 108 Вт/(м²·ºС).

Перепад температуры в изоляции пазовой части обмотки статора:

ºC

расчетный периметр поперечного сечения паза статора:

П_п1 = 2h_п + b₁ + b₂ = 2·25,6 + 14,4 + 9,9 = 75,5 мм;

для изоляции класса нагревостойкости F λ_экв = 0,16 Вт/(м·ºC);

для d/d_из = 1,5/1,585 = 0,95 находим коэффициент теплопроводности внутренней изоляции катушки λ_экв' = 1,4 Вт/(м·ºC).

Перепад температуры по толщине изоляции лобовых частей:

ºC

потери в лобовых частях катушек:

Вт;

периметр условной поверхности охлаждения лобовой части катушки:

П_л1 = П_п1 = 75,5 мм; b_из,л1 =0.

Превышение температуры наружной поверхности лобовых частей над температурой воздуха внутри машины:

ºC.

Среднее превышение температуры обмотки статора над температурой воздуха внутри машины:

ºC.

Превышение температуры воздуха внутри машины над температурой окружающей среды:

ºC

Сумма потерь, отводимых в воздух внутри двигателя:

ΣP_в' = ΣP' – (1 – K)(P_э,п1' + P_ст,осн)–0,9P_мех = 2192,7 – (1 – 0,22)(232,5 + 295,27) –

– 0,9·466,03 = 1361,61 Вт,

где ΣP' = ΣP + (k_ρ – 1)(P_э1 + P_э2) = 2109 + (1,07 – 1)(849 + 346) = 2192,7 Вт;

эквивалентная поверхность охлаждения корпуса

S_кор = (πD_а + 8П_р)(l₁ + 2l_выл1) = (π·0,272 + 8·0,33)(0,118+2·0,08) = 0,971 м²,

условный периметр поперечного сечения ребер станины:

П_р = 0,33 м² для h = 160 мм; по рис. 6-59, а

коэффициент подогрева воздуха α_в = 20 Вт/(м²·ºС) для D_a = 0,272 м].

Среднее превышение температуры обмотки статора над температурой окружающей среды:

ºC.

10.2. Расчет вентиляции. Требуемый для вентиляции расход воздуха

м³/с

коэффициент, учитывающий изменение условий охлаждения по длине поверхности корпуса:

].

Расход воздуха, обеспечиваемый наружным вентилятором:

м³/с;

Q_в' > Q_в.

Расход воздуха, обеспечиваемый наружным вентилятором, больше требуемого для охлаждения.

Заключение

В курсовом проекте рассчитан асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором на базе серии 4А. Номинальные данные двигателя:

1. мощность – P_N = 18,5 кВт;

2. синхронная скорость вращения – n_N = 3000 об/мин;

3. коэффициент мощности – cosφ = 0,923;

4. коэффициент полезного действия – η = 0,896;

5. пусковой ток – i_п = 6,77;

6. пусковой момент – m_п = 1,28;

7. критический момент – m_к = 3,01;

8. степень защиты – IP44.

Что соответствует заданию, а величины пускового тока и минимального момента соответствуют требованиям ГОСТ.

Все параметры схемы замещения примерно соответствуют каталожным данным двигателя 4А160М2У3.

Во всяком случае, электрическая машина проектируется под конкретный электропривод и должна соответствовать условиям применения ее в электроприводе.