книги из ГПНТБ / Борисенко А.И. Аэродинамика и теплопередача в электрических машинах

Ных и добавочных катушек сооФветстВешю; R'r, и R\ — электрические сопротивления сериесиых и добавочных катушек, приведенные к 115°С, и аср — средний коэффи­ циент теплоотдачи, который рекомендуется определять

где Sokoh— суммарная площадь окон и кольцевого зазо­ ра между якорем и башмаками (рис. 10-6,а); псек— ча­ стота вращения якоря, об/сек\ DB— наружный диаметр и dsT — диаметр втулки вентилятора.

Перепад температуры на корпусной изоляции шунтовой катушки определяется из выражения

(10-116)

‘ІЛ.цОщ

где Хн и би — коэффициент теплопроводности и толщина корпусной изоляции.

Средний перепад температуры внутри шунтовой ка­ тушки из проводов круглого сечения рекомендуется опре­ делять по эмпирической формуле

где р,м — удельное сопротивление меди; wB— суммарное число витков; h —высота катушки и ЯЭкв— эквивалент­ ный коэффициент теплопроводности. Если промежутки между изолированными проводами заполнены изоляци­ онной массой, теплопроводность которой примерно равна теплопроводности ВИТКОВОЙ ИЗОЛЯЦИИ, ТО Яэкв можно определятыпо формуле {Л. 17]

Для катушек с воздушными включениями справедли­ ва эмпирическая формула

где Яи.пр и би.пр— коэффициент теплопроводности и тол­ щина Витковой изоляции и Яв — коэффициент теплопро­ водности воздуха.

490

Эквивалентную проводимость для различных систем и проводов можно определять по графикам и таблицам,

Подогрев воздуха теплом, выделяемым якорем в за­ зоре г%а, определяется по формуле (10-41).

Пример. Рассмотрим тепловой расчет катушек главных и доба­

Согласование расчетных данных с результатами экс­ периментов удовлетворительное.

10-6. Главный полюс с компенсационной обмоткой

Конструкция главного полюса с компенсационной об­ моткой показана на рис. 10-17. Тепловой расчет такого полюса в отличие от расчета главного полюса без ком­ пенсационной обмотки должен учитывать совместный на-

491

Рис. 10-17. Главный полюс с компенсационной обмоткой и распре­ деление температуры по длине обмотки и в стали сердечника.

/ — компенсационная обмотка; 2 — шунтовая обмотка; 3 — сердечник.

грев шунтовой и компенсационной обмоток, разделенных сердечником с аксиальной теплопроводностью.

Если принять в качестве упрощающего допущения, что температура охлаждающей среды по всей длине

г р г р .

главного полюса равна среднему значению / г= /х ,г+ — .

то температурное поле в главном полюсе с компенсаци­ онной обмоткой может быть получено из решения урав-

492

пений теплопроводности, записанных для средних тем­ ператур.

Для лобовых частей компенсационной п шунтовой обмоток ѳтк уравнения имеют вид:

Для пазовых частей компенсационной обмотки, сер­ дечника и шунтовой обмотки соответственно имеем:

49Э

Решение уравнений (10-119) — (10-123) должно удов­ летворять граничным условиям

=Г1Ри -* = °;

^- = 0 (і = 3,4,5) при x = lj2.

выделение в шунтовой обмотке qm0 определяем по соот­ ветствующим формулам, приведенным в предыдущем параграфе.

Обобщенный коэффициент теплопередачи для лобо­ вой части шунтовой о>бмотки kyZ2, отодвинутой от сердеч­ ника, определяем по формуле (10-87), которая приме­ нительно к рассматриваемому случаю имеет вид:

К М

МЛ?2'

М ч Н Г9

где

494

Обобщенные 'коэффициенты теплопередачи для пазо­ вой части шунтовой обмотки kyzi и сердечника kyZ5 опре­ деляем, используя метод суперпозиции.

Рассмотрим два случая: 1) тепло, выделяющееся в пазовой части шунтовой обмотки, идет только в сталь сердечника и 2) это тепло идет только в межполюсное пространство и теплопередача в сталь сердечника отсут­ ствует. В первом случае kQ5, &Сп5 и къ принимаем равны­ ми нулю, во втором случае kc5= 0. Используя (10-87), получаем:

495

Общее решение уравнений (10-119) и (10-120) имеет вид:

Решения уравнений (10-121)—(10-123) ищем прибли­ женно, представив их в виде конечных степенных рядоз

чек, получаем систему алгебраических уравнений для определения постоянных интегрирования Си С3, С3, С4, Сзо, См, . . СЗп:

++ ••• ~\-Rsix i СіП — — Л3;

4 9 6

•^ззС’зо4- -^зз-;(:п- 1Сз1-(-(2-(-і?з8д:^_] )Х

ность не более 1%;, но расчет необходимо проводить на ЦВМ. Для теплового расчета главных полюсов с ком­ пенсационной обмоткой на машине «Минск-2» была со­ ставлена программа, диаграмма алгоритма которой при­ ведена на рис. 10-18.

Следует отметить, что постоянные интегрирования, полученные в результате решения системы (10-128), по­ сле подстановки в уравнения (10-125) — (10-127) позволя-

4 9 8

Пример. Рассмотрим расчет главного полюса прокатного дви­ гателя мощностью 5 400 кет с шунтовой обмоткой из полосовой меди. В отличие от обмотки возбуждения, рассмотренной в преды­ дущем разделе, в данной шунтовой обмотке изменение температуры по толщине катушки окажется пренебрежимо малым. Это позволит упростить расчет.

= 10 вт/(м-°С); Хс = 3 0 ег/(ж -°С ); а л .ч і = 70 вт/(ж2-°С); а л .Ч2 =

(10-129) и используя уравнение (10-78), получаем функции описы­ вающие изменение температуры в меди и стали по длине главного полюса и по высоте шунтовой обмотки. Результаты расчета пред­ ставлены на рис. 10-17.

23*