 |
Пример 5. Теплопроводность пазовой изоляции электрической машины
|
|
|
|
Изоляция паза электрической машины состоит из нескольких слоев разнородных электроизоляционных ма-териалов. Предположим, что пазы заполнены недостаточно плотно и между слоями изоляции, а также между проводни-ками обмотки, изоляцией и стенками паза имеются воздуш-ные прослойки толщиной 0.1 мм. Структура изоляции паза электрической машины показана на рис. 17.
Требуется:
· определить эквивалентный коэффициент теплопровод-ности пазовой изоляции при наличии воздушных прослоек.
· найти эквивалентный коэффициент теплопроводности пазовой изоляции для случая, когда воздушные прослой-ки заполнены пропиточным лаком, коэффициент тепло-проводности которого 
.
· дать оценку влияния пропитки на эквивалентный коэф-фициент теплопроводности пазовой изоляции и на тепло-вое сопротивление обмотки.
Дано:
Решение:
Согласно учебнику /2.1/ суммарное (результирующее) тепловое сопротивление всей изоляции паза:
где 
- толщина i- го слоя, м;
- коэффициент теплопроводности i- го слоя, 
;
n -число слоев изоляции.
Эквивалентный коэффициент теплопроводности:
Рис.17. Структура изоляции паза электрической машины.
Выполним расчеты результирующего теплового со-противления 
и эквивалентного (среднего) коэффици-ента теплопроводности данной многослойной изоляции паза.
1) Определим 
и 
для первого случая при наличии воздушных прослоек между слоями:
2) Определим 
и 
для второго случая, когда воздушные прослойки заполнены пропиточным лаком:
3) Дадим оценку влияния пропитки на тепловое со-противление обмотки и на эквивалентный коэффициент теплопроводности пазовой изоляции электрической машины.
|
|
|
Тепловое сопротивление обмотки, пропитанной ла-ком, ниже, чем с воздушными зазорами. Больше в про-питанной лаком обмотке и коэффициент теплопроводно-сти, следовательно, в этом случае лучше тепловое состоя-ние обмотки. Таким образом, как показали расчеты, пропитка лаком благоприятно сказывается на теплообмене в пазу элек-трической машины.
Пример 6. Нагрев стержня магнитопровода трансформатора
В сердечнике трансформатора диаметром D (мм), име-ющем эквивалентный коэффициент теплопроводности 
, выделяются потери. Объемная плотность вну-треннего тепловыделения составляет 
. Коэффициент те-плоотдачи на поверхности сердечника 
, а температура трансформаторного масла не превышает- 
.
Требуется:
· Определить тепловой поток и температуру на поверхности пакета магнитопровода.
· Найти температуру в центре пакета.
· Построить график изменения температуры в стержне магнитопровода в зависимости от геометрической координаты, и сделать выводы по результатам расчета.
Дано:
Решение:
Тепловой поток на поверхности нагреваемого бесконечно длинного стержня на его единицу длины, согласно учебнику /2.1/, равен:
.
Температура в стержне магнитопровода трансформатора:
,
где r - геометрическая координата (по радиусу стержня).
При 
, температура в центре сердечника трансформатора:
.
При 
температура на поверхности сердечника:
.
Вывод: Расчеты показывают, что максимальный нагрев наблюдается в середине сечения магнитопровода трансформатора. Температура охлаждаемой маслом поверхности стержня несколько выше (приблизительно на 
) средней температуры масла.
График распределения температуры в стержне сердечника трансформатора показан на рис. 18.
Рис. 18. Распределение температуры в стержне сердечника трансформатора.
|
|
|
