 |
Глава 5. Тепловые расчеты электрических машин
|
|
|
|
1. Элемент конструкции электрической машины с внутренними источниками тепла q имеет следующие параметры: а =2 см, в = 4см, с = 6 см,
aх = 8 Вт/м2К, lх = 5 Вт/мК, aу = 10 Вт/м2К, lу = 5 Вт/мК.
Определить термическое сопротивления Rх, Rу и результирующее термическое сопротивление элемента конструкции R.
Указать правильный ответ:
1.1. Rх = 106; Rу =130; R = 58,5. 1.2. Rх = 130; Rу =106; R = 236.
1.3. Rх = 106; Rу =130; R = 236. 1.3. Rх = 130; Rу =106; R = 58,4.
| ||||||||||||||||||||||
| 2. Определить удельный тепловой поток с поверхности электрической машины при переходе к другому классу изоляции если известны удельный тепловой поток Ра = 800Вт/м2 и превышение температуры обмотки DJа = 60°С машины – аналога, а допустимая температура обмотки при новом классе изоляции DJв = 80°С. 2.1. 1433,5. 2.2. 1533,6. 2.3. 1068,3. 2.4. 1066,7. | ||||||||||||||||||||||
| 3. Определить температуру обмотки электрической машины при уменьшении удельного теплового потока в два раза если известен допустимый удельный тепловой поток Ра = 800Вт/м2 и допустимое превышение температуры DJа = 60°С, а температура окружающей среды 20°С. 3.1. 50 °С. 3.2. 40 °С. 3.3. 60 °С. 3.4. 30 °С. | ||||||||||||||||||||||
4. Определить среднюю температуру узла А в схеме замещения при следующих данных:
Термические сопротивления R1 = 10 °С/Вт, R2 = 20 °С/Вт;
Потери в узле А равны Ра = 9,9 Вт;
Температура холодного воздуха Jх = 20°С.
4.1. 66 °С. 4.2. 87 °С. 4.3. 97 °С. 4.4. 57 °С.
| ||||||||||||||||||||||
5. Определить средние температуры узлов А и В в схеме замещения при следующих данных:
R1 = 2 °С/Вт, R3 = 4 °С/Вт, Ра = 10 Вт, Рв = 20 Вт, Р1 = 15 Вт, Jх = 20°С.
5.1. 30° и 60°. 5.2. 20° и 80°. 5.3. 50° и 80°. 5.4. 10° и 90°.
| ||||||||||||||||||||||
6. Определить тепловые потоки в схеме замещения при следующих данных:
R1 = 1 °С/Вт, R2 = 4 °С/Вт, R3 = 5 °С/Вт,
Jа = 30°С, Jв = 70°С, Jх = 20°С.
6.1. Р1 = 5 Вт 6.2. Р1 = 15 Вт
Р2 = 10 Вт Р2 = 5 Вт
Р3 = 15 Вт Р3 = 10 Вт
6.3. Р1 = 15 Вт 6.4. Р1 = 10 Вт
Р2 = 10 Вт Р2 = 10 Вт
Р3 = 5 Вт Р3 = 10 Вт.
| ||||||||||||||||||||||
| 7. Однородное твёрдое тело имеет удельную теплоёмкость С = 950 Дж/кГК, массу G=11.3кГ, поверхность охлаждения S = 0,1256 м2 и коэффициент теплоотдачи поверхности a=10 Вт/м2К. Определить постоянную времени Т. Укажите правильный ответ: 7.1. 8547 с. 7.2. 854,6 с. 7.1. 85,46 с. 7.2. 8,546 с. | ||||||||||||||||||||||
| 8. Определить установившеюся температуру однородного твёрдого тела имеющего параметры указанные в п.7 и тепловые потери Р = 125,6 Вт. Укажите правильный ответ: 8.1. 90 °С. 8.2. 100 °С. 8.3. 110 °С. 8.4. 120 °С. | ||||||||||||||||||||||
| 9. Определить температуру однородного твёрдого тела имеющего параметры указанные в п.7, через время t =4273 с. после установления потерь Р = 125,6 Вт при начальной температуре тела J0 = 20°С. Укажите правильный ответ: 9.1. 59,3 °С. 9.2. 40,4 °С. 9.3. 51,4 °С. 9.4. 50,4 °С. | ||||||||||||||||||||||
| 10. Определить температуру однородного твёрдого тела имеющего параметры указанные в п.7, через время t =4273 с. после прекращения выделения тепла. Начальная температура тела 100°С, а температура окружающей среды равна 20°С. 10.1. 20,65 °С. 10.2. 40,65 °С. 10.3. 60,65 °С. 10.4. 80,65 °С. | ||||||||||||||||||||||
| Правильные ответы выписать в таблицу
|
КОНТРОЛЬНЫЕ ЗАДАНИЯ
Глава 1. Общие вопросы теплообмена в электрических машинах
Задание 1.1. Определить температуру поверхности цилиндрического (однородного) медного провода неограниченной длины с сечением F при протекании по нему постоянного тока I. Исходные данные в табл. 1.1
Таблица 1.1
|
Ответ
| Температура провода, °С |
| Последняя цифра шифра | ||||||||||
| Класс нагревостойкости | В | F | Н | |||||||
| Температура изоляции, °С | ||||||||||
| Время работы машины при повышенной температуре, год | 0,8 | 0,6 | 0,4 | 0,6 | 0,5 | 0,8 | 0,6 |
Ответ
| Допустимое время работы машины, (год) |
| Серия 4А | |||||||
| Последняя цифра шифра | Типоразмер | Р, кВт | h, % | cos j | n, об/мин | Мощность, затрачиваемая на охлаждение, Рв, Вт | Масса, кг |
| 4АА50 | 0,12 | 0,70 | 7,0 | 3,3 | |||
| 4АА56 | 0,18 | 0,76 | 8,1 | 4,5 | |||
| 4АА63 | 0,55 | 0,86 | 16,3 | 6,3 | |||
| 4А71 | 1,10 | 0,87 | 15,1 | ||||
| 4А80А | 2,20 | 0,87 | 17,5 | ||||
| 4А90L | 2,20 | 0,83 | 28,5 | ||||
| 4А100S | 3,0 | 0,83 | |||||
| 4А112М | 5,5 | 0,85 | 56,0 | ||||
| 4А132S | 7,5 | 0,86 | 77,0 | ||||
| 4А160S | 0,88 |
Продолжение таблицы 1.3
| Серия АИР | |||||||
| Предпоследняя цифра шифра | Типоразмер | Р, кВт | h, % | cos j | n, об/мин | Мощность, затрачиваемая на охлаждение, Рв, Вт | Масса, кг |
| АИР50 | 0,12 | 0,75 | 6,9 | 2,5 | |||
| АИР56 | 0,18 | 0,78 | 8,5 | 3,4 | |||
| АИР63 | 0,55 | 0,85 | 16,5 | 5,5 | |||
| АИР71 | 1,10 | 0,83 | 8,8 | ||||
| АИР80 | 2,20 | 0,87 | 13,2 | ||||
| АИР90 | 2,20 | 0,83 | |||||
| АИР100 | 3,0 | 0,83 | 21,6 | ||||
| АИР112 | 5,5 | 85,5 | 0,86 | 41,0 | |||
| АИР132 | 7,5 | 87,5 | 0,87 | ||||
| АИР160 | 0,89 |
Ответ
| Марка электродвигателя | 4А | АИ |
Удельные затраты мощности на охлаждение 
| ||
| Коэффициент m = М / m, где М – момент развиваемый электродвигателем, Н×м; m – масса электродвигателя, кг |
|
|
|
Выводы:
Задание 1.4. Определить температуру полюсной катушки машины постоянного тока. Теплообмен полюсных катушек машин постоянного тока с аксиальной вентиляцией определяется в соответствии с критериальным уравнением
,
которое справедливо в диапазоне чисел Рейнольдса
.
Характерным линейным размером является длина катушки в направлении обдува l. Заданными величинами являются:
скорость движения среды v, м/с;
длина катушки l, м;
электрические потери в катушке, отводимые охлаждающим воздухом Рв;
теплоотдающая поверхность катушки Fк;
кинематическая вязкость воздуха при рабочей температуре +40°С.
Таблица 1.4
| Предпоследняя цифра шифра | ||||||||||
| v, м/c | ||||||||||
| l, м | 0,25 | 0,24 | 0,23 | 0,22 | 0,21 | 0,20 | 0,19 | 0,18 | 0,17 | 0,16 |
| Последняя цифра шифра | ||||||||||
| Рв, В | ||||||||||
| Fк, м2 | 0,002 | 0,003 | 0,005 | 0,01 | 0,02 | 0,03 | 0,04 | 0,05 | 0,06 | 0,08 |
| n, м2/с | 16,96×10-6 |
Ответ
| Температура катушки, qк |
