Основы аэродинамических и тепловых расчетов в электромеханике (стр. 22 )

№	Наименование величины	Обозначение	Размерность	Расчетная формула	Примечание
15	Наружная поверхность подшипникового щита со стороны вентилятора	Sщ1	м2		Определяется по чертежу
16	Наружная поверхность подшипникового щита со стороны привода	Sщ2	м2		Определяется по чертежу
17	Наружная поверхность станины с учетом оребрения	Sс	м2		Определяется по чертежу

5.8. Тепловой расчет защищенного асинхронного электродвигателя серии 4А, АИ (hв£250 мм)

Обмотка статора всыпная, из круглых проводников, укладывается в полузакрытые пазы. Тепловая схема замещения представлена на рис. 5.8.

Тепловые сопротивления R12, R13, R34, R25 и R45 определяются аналогично закрытому обдуваемому электродвигателю (табл. 5.13). При расчете тепловых сопротивлений R25 и R45 коэффициенты теплоотдачи aл. н, aл. в. и aр выбираются по табл. П1 с учетом исполнения электродвигателя – IP23.

Тепловое сопротивление сердечника статора R35 определяется соотношением

.

Составляющие Rz1 и Ra1 рассчитываются также аналогично, как и для электродвигателя закрытого исполнения (табл. 5.13), а тепловое сопротивление поверхности сердечника статора Raa определяется по соотношению

,

где - коэффициент теплоотдачи с поверхности сердечника статора, определяется по табл. П1.

5.9. Тепловой расчет синхронной машины с радиальной системой вентиляции

При тепловом расчете синхронных машин пренебрегают передачей тепла от ротора к статору (или наоборот) ввиду относительно большой величины воздушного зазора и наличия межполюсных окон, через которые проходит охлаждающая среда. Это допущение позволяет независимо проводить тепловой расчет статора и ротора.

5.9.1. Тепловой расчет статора

Тепловой расчет статора проведен при допущении незначительного влияния внутреннего теплового сопротивления обмотки, что справедливо для крупных электрических машин с обмотками из прямоугольного провода, укладываемых в открытые пазы. В машинах малой мощности и особенно с обмотками из круглых проводников и полузакрытыми пазами внутреннее сопротивление обмотки должно быть учтено аналогично тепловому расчету асинхронных машин (п. 5.7). При тепловом расчете машин небольшой мощности с обмотками из прямоугольных проводников учет внутреннего сопротивления обязателен, а в крупных машинах целесообразность такого учета определяется требованиями к точности расчета. Внутреннее тепловое сопротивление обмотки Rвн входит составной частью в сопротивления R13, R14, R24 и рассчитывается соответствии с рекомендациями [5, 6]. Тепловая схема замещения статора представлена на рис. 5.9, расчет тепловых сопротивлений приведен в табл. 5.15.

Таблица 5.15

Расчет тепловых сопротивлений машины с радиальной системой вентиляции

№	Наименование теплового сопротивления	Расчетная формула (размерность °С/Вт)	Примечание
1	Тепловое сопротивление между пазовой и лобовой частями обмотки		lм – табл. 4.1
2	Тепловое сопротивление между пазовой частью обмотки статора и сердечником
2а	Тепловое сопротивление пазовой изоляции		lиз. п – табл.4. 2
2б	Тепловое сопротивление воздушных прослоек		lв– табл. 4.4 для t=tрасч Dтех=(0.2¸0.3)10-3 м
3	Тепловое сопротивление лобовой части обмотки
3а	Тепловое сопротивление изоляции лобовой части		lиз. л=lиз. п

Продолжение таблицы 5.15

№	Наименование теплового сопротивления	Расчетная формула (размерность °С/Вт)	Примечание
3б	Тепловое сопротивление теплоотдачи с поверхности лобовых частей		aл- табл. П2
4	Тепловое сопротивление обмотки статора в радиальных каналах
4а	Тепловое сопротивление изоляции в радиальном канале		- табл. 4.2
4б	Тепловое сопротивление теплоотдачи с поверхности обмотки в радиальном канале		aв. к - табл. П2
5	Тепловое сопротивление сердечника статора
5а	Тепловое сопротивление пакетов сердечника в осевом направлении Тепловое сопротивление пакета поперек листов электротехнической стали Тепловое сопротивление теплоотдачи с боковой поверхности пакетов		- по (4.3) aq – табл. П2

Окончание таблицы 5.15

№	Наименование теплового сопротивления	Расчетная формула (размерность °С/Вт)	Примечание
5б	Тепловое сопротивление в направлении наружной поверхности сердечника статора Тепловое сопротивление ярма вдоль листов Тепловое сопротивление теплоотдачи с наружной поверхности сердечника статора		lст – табл. 4.1 aн – табл. П2
5в	Тепловое сопротивление в направлении внутренней поверхности сердечника статора Тепловое сопротивление зубцов вдоль листов Тепловое сопротивление теплоотдачи с внутренней поверхности сердечника статора		lст – табл. 4.1 ad – табл. П2

5.9.2. Тепловой расчет обмотки возбуждения

При косвенном воздушном охлаждении обмотки возбуждения выделяющиеся в ней потери в основном отводятся через наружную поверхность. Скорость движения воздуха относительно обмотки возбуждения зависит от окружной скорости ротора, которая и определяет интенсивность охлаждения. Кроме того, торцевые участки и участки катушки вдоль длины полюсов охлаждаются по-разному, что предопределяет зависимость результирующего коэффициента теплоотдачи от отношения l1/t, где - полюсное деление.

5.9.2.1. Многорядная обмотка возбуждения

Рис. 5.10. Полюс с многорядной катушкой обмотки возбуждения

Многорядная обмотка возбуждения изображен на рис. 5.10

Перегрев обмотки над температурой охлаждающего воздуха определяется соотношением:

где: Fв. н. – намагничивающая сила обмотки возбуждения в номинальном режиме на 1 полюс, А;

jв – плотность тока обмотки возбуждения, А/м2;

–периметр катушки возбуждения (рис. 5.10), м;

- окружная скорость ротора, м/с;