Основы аэродинамических и тепловых расчетов в электромеханике (стр. 12 )

Таблица 3.3.

Схемы замещения вентиляционных систем электрических машин

Тип схемы	Вентиляционная схема и схема замещения
1.
2.
3.
4.
5.
6.

При радиальной системе вентиляции сложность схем замещения в сильной степени возрастает, т. к. кроме основного вентилятора в качестве нагнетательных элементов выступают конструктивные части самой электрической машины, причем все нагнетательные элементы могут быть соединены последовательно, параллельно или иметь смешанное соединение. Схема типа 3 имеет две параллельные ветви, в одной из которых находится основной вентилятор (лопатки короткозамкнутого ротора), а во второй – роль напорного элемента (вентилятора) выполняют вентиляционные распорки в радиальных каналах сердечника ротора. В схеме типа 4 основной вентилятор работает на параллельную цепь, в одной из ветвей которой роль вентилятора также играют вентиляционные распорки. В схемах типа 5 и 6, кроме наличия нескольких напорных элементов, соединение аэродинамических сопротивлений представляет собой мостовую схему, что не позволяет свести их к эквивалентному аэродинамическому сопротивлению цепи простыми методами. Эти обстоятельства определили необходимость расчета сложных вентиляционных схем другими методами: графоаналитическими, последовательных приближений.

Графоаналитический и графический метод расчета вентиляционных схем базируется на сложении характеристик аэродинамических сопротивлений и внешних аэродинамических характеристик напорных элементов при их последовательном или параллельном соединении. При последовательном соединении элементов складываются ординаты характеристик при одинаковом значении по оси абсцисс, при параллельном – складываются абсциссы при одинаковом значении по оси ординат. Порядок сложения характеристик приведен на рис. 3.16.

При графоаналитическом расчете вентиляционных схем исходными для расчета являются аэродинамические характеристики сопротивлений и внешние аэродинамические характеристики напорных элементов, рассчитанные при выполнении вентиляционного расчета. Ниже дается порядок определения рабочей точки (рабочего напора и расхода) для наиболее часто встречающейся комбинации напорных элементов в вентиляционной схеме.

а) ad=ab+ac б) ad=ab+ac в) ad=ab+ac г) ad=ab+ac Рис. 3.16. Сложение характеристик элементов: а) последовательное соеди нение напорных элементов, б) параллельное соединение напорных элементов, в) последовательное соединение аэродинамических сопротивлений, г) параллельное соединение аэродинамических сопротивлений

3.6.1. Параллельное включение ветвей с напорными

элементами.

Такое включение соответствует схеме типа 3 (табл.3.3). Расчетная схема приведена на рис.3.17.

Исходными данными для определения являются зависимости , , , и .

Порядок определения рабочей точки:

1.  Определяют избыточный напор в параллельных ветвях (рис. 3.18а и 3.18б) – разность напоров при одинаковом расходе:

2.  Определяют результирующий избыточный напор, создаваемый обоими вентиляторами и строят результирующую внешнюю аэродинамическую характеристику (рис.3.18в) - . Результирующий избыточный напор определяется как для двух параллельно включенных вентиляторов (складываются характеристики и .

3.  Строят характеристику и определяют рабочий расход и напор - точка пересечения характеристик результирующего избыточного напора и аэродинамического сопротивления (рис. 3.18в)

а) б) в) Рис. 3.18. Определение рабочей точки вентиляционной системы при параллельном включении ветвей с напорными элементами

 

3.6.2. Последовательное включение основного вентилятора с параллельной цепочкой, содержащей в одной ветви напорный элемент.

Включение напорных элементов соответствует схеме типа 4 (табл. 3.3). Расчетная схема приведена на рис. 3.19.

Рис. 3.19. Последовательное включение основного вентилятора с параллельной цепочкой, содержащей напорный элемент

Исходными данными для определения являются зависимости , , , и .

Ветвь с нагнетательным элементом и аэродинамическое сопротивление включены параллельно. В этом случае эту ветвь следует заменить эквивалентной характеристикой сопротивления , которая получается вычитанием из ординаты аэродинамической характеристики сопротивления ординаты характеристики напорного элемента при одинаковом значении расхода (абсциссы).

Порядок определения рабочей точки состоит из следующих этапов:

1.  Определяется характеристика эквивалентного сопротивления ветви с нагнетательным элементом (рис.3.20а)

2.  Определяется эквивалентная характеристика параллельной ветви как для параллельно соединенных аэродинамических сопротивлений (сложение для одинаковых значений напора, рис. 3.20б).

3.  Складываются эквивалентная характеристика параллельной цепи и характеристика как для последовательно соединенных аэродинамических сопротивлений и определяется рабочая точка (точка пересечения характеристик и , рис. 3.20в).

Расчет сложных вентиляционных схем, содержащих мостовые схемы соединения элементов, представляет трудную задачу. Методы расчета таких систем достаточно полно приводятся в специальной литературе [3. 4, 5].

Рис. 3.20. Определение рабочей точки вентиляционной системы с вентилятором включенным последовательно с параллельной цепочкой, содержащий напорный элемент