 |
Тепловой и вентиляционный расчеты.
|
|
|
|
Тепловой расчет синхронных машин. Расчет проводим по упрощенной методике, изложенной в § 5-3. Конструктивное подобие статора синхронных и асинхронных машин позволяют при тепловом расчете обмотки статора воспользоваться указаниями и методикой, изложенными в § 9-15, кроме формулы (9-378), которая позволяет определить потери в обмотке статора при максимальной допускаемой температуре, но без учета дополнительной обмотки. Потери в основной и дополнительной обмотках статора (Вт)
. (11-247)
Следует также иметь в виду, что расчет потерь в обмотке ротора следует производить по (11-214), а потерями в демпферной обмотке, возникающими в результате пульсаций магнитного потока, а также при переходных режимах, можно пренебречь.
Тепловой расчет обмотки возбуждения производят аналогично тепловому расчету обмотки возбуждения добавочных полюсов машин постоянного тока в такой последовательности.
| Условная поверхность охлаждения многослойных катушек из изолированных проводов (мм2) | 
| (11-248) |
| То же, однослойных катушек обмотки из неизолированных проводов, намотанных на ребро (мм2) | 
| (11-249) |
| Удельный тепловой поток от потерь в обмотке, отнесенных к поверхности охлаждения обмотки (Вт/мм2) | 
| (11-250) |
| Превышение температуры наружной поверхности охлаждения обмотки (0С) | 
| (11-251) |
| Перепад температуры в наружной и внутренней изоляции многослойных катушек из изолированных проводов (0С) |
| (11-252) |
| Среднее превышение температуры обмотки: над температурой воздуха внутри машины (0С) над температурой наружного охлаждающего воздуха (0С) |
| (11-253) |
| (11-254) |
Здесь 
— периметр поперечного сечения условной поверхности охлаждения катушки, мм; 
— высота однослойной катушки, мм; 
— ширина катушки, значение которой определяют из эскиза размещения обмоток в междуполюсном окне, мм; 
— из § 10-16; 
— коэффициент теплоотдачи катушки:
|
|
|
| Конструкция полюсной катушки | однослойная | многослойная |
Зависимость  , Вт/(мм2· 0С)
| 
| 
|
мм — односторонняя толщина изоляции катушки; 
Вт/(мм2 · 0С) — эквивалентный коэффициент теплопроводности изоляции (включая воздушные прослойки).
Среднее превышение температуры обмоток не должно быть больше допустимых значений для принятого класса нагревостойкости изоляционных материалов синхронной машины.
Вентиляционный расчет. Синхронные машины рассчитывают в соответствии с соображениями, изложенными в § 5-3. Эти машины выполняют самовентилируемыми при 
мм — с аксиальной, а при 
мм — с радиальной системой вентиляции.
В машинах небольшой мощности вентилятор насаживают непосредственно на вал, а при больших мощностях вентилирующие лопатки крепятся к ротору.
При аксиальной системе вентиляции с центробежным вентилятором расчет производят, как для машин постоянного тока. При этом значения эквивалентного аэродинамического сопротивления воздухопровода 
приведены ниже:
 ,
Вт/об/мин
| 2∙103 | 5∙103 | 1∙104 | |||||||
| , Па∙с2/м
| 4,5 | 2,3 |
В (10-382), (10-383) и (10-384) следует вместо 
подставлять значение наружного диаметра сердечника статора 
.
Расчет при радиальной системе вентиляции производят, как для асинхронных двигателей.
Примеры расчета машин.
Тепловой и вентиляционный расчеты.
| Последовательность расчета | Условные обозначения | Источник | Синхронный генератор | Синхронный двигатель | ||
| Тепловые расчеты Обмотка статора | ||||||
 , Вт
| (11-247) | 
| 
| |||
 , Вт
| (11-214) | 17,92·1,367·1,48+2·17,9=684 | 1962·0,154·1,48+2·196=9240 | |||
 , мм2
| (9-379) | 3,14·286·160·=1,44·105 | 3,14·630·385=7,62·105 | |||
 , мм
| (9-381) | 2,25+12,7+15,7=78,4 | — | |||
| , мм
| (9-381) | — | 2(65+14,5)=159 | |||
 , мм2
| (9-382) | 42·78,4·160=5,27·105 | 72·159·445=50,94·105 | |||
 , мм2
| (9-383) | 4·3,14·286·88=3,16·105 | 4·3,14·630·162=12,82·105 | |||
 , мм2
| (9-384) | 3,14·406(106+2·88)=4,26·105 | 3,14·850(445+2·162)=20,3·105 | |||
 , Вт/мм2
| (9-386) | 
| 
| |||
 , Вт/мм2
| (9-387) | 
| 
| |||
 , Вт/мм
| (9-388) | 
| 
| |||
 , м/с
| (9-389) | 
| 
| |||
 , 0С
| (9-390) | 6,75·10-3/(16·10-5)=42 | 9,73·10-3/(14·10-5)=69,5 | |||
 , 0С
| (9-391) | 
| — | |||
 , мм
| § 9-13 | — | (14,5-2∙4,75)/2=2,5 | |||
 , 0С
| (9-392) | — | 
| |||
 , 0С
| (9-393) | 3,1·10-3/(16∙10-5)=20 | 3,94·10-3/(14∙10-3)=28 | |||
 , 0С
| (9-394) | 
| — | |||
| , 0С
| (9-395) | — | 3,94∙10-3∙2,5/(16∙10-5)=61,6 | |||
 , 0С
| (9-396) | 
| 
| |||
 , Вт
| (9-397) | 
| 
| |||
 , 0С
| (9-399) | 3360/(4,26∙105∙125∙10-5)=6,2 | 23220/(20,3∙105∙150∙10-5)=7,6 | |||
 , 0С
| (9-400) | 37,6+6,2=43,8 | 88+7,6=95,6 | |||
| Обмотка возбуждения | ||||||
 , мм2
| (11-248) | 4∙623∙53=13,2∙104 | — | |||
| , мм2
| (11-249) | — | 8∙1226∙74=72,5∙104 | |||
| , Вт/мм2
| (11-250) | 0,9∙684/(13,2∙104)=47∙10-4 | 0,9∙9240/(72,5∙104)=115∙10-4 | |||
| ,
Вт/(мм2∙0С)
| § 11-13 | (2,6+0,19∙22,3)∙10-5=6,8∙10-5 | (3,0+0,42∙24,5)∙10-5=13,3∙10-5 | |||
 , 0С
| (11-251) | 47∙10-4/(6,8∙10-5)=69 | 115∙10-4/(13,3∙10-5)=86,5 | |||
 , 0С
| (11-252) | 47∙10-4∙0,4/(16∙10-5)=12 | — | |||
 , 0С
| (11-253) | 69+12=81 | 86,5 | |||
 , 0С
| (11-254) | 81+6,2=87 | 86,5+7,6=94 | |||
| Вентиляционный расчет.Принята система вентиляции: | ||||||
| аксиальная | радиальная | |||||
 , м3/с
| (5-28) | 3360/(1100∙2∙6,2)=0,24 | 23220/(1100∙2∙7,6)=1,37 | |||
| (5-40) | — | 
| |||
 , м3/с
| (5-39) | — | 4,5(625/100)2∙10-2=1,76 | |||
 , Па
| (5-41) | — | 
| |||
 , Па∙с2/м2
| § 11-13 | — | ||||
 , мм
| (10-382) | 0,85∙406=345 | — | |||
 , мм
| (10-393) | 0,65∙406=265 | — | |||
 , мм
| (10-384) | 0,12∙406=50 | — | |||
| (10-385) | 345/20=17,25 | — | |||
|
| § 10-16 | — | ||||
 , м/с
| (5-34) | 3,14∙345∙1500/(6∙104)=27 | — | |||
 , м/с
| (5-35) | 3,14∙265∙1500/(6∙104)=21 | — | |||
 , Па
| (5-33) | 0,6∙1,23(272-212)=212 | — | |||
 , м2
| (5-37) | 0,92∙3,14∙345∙50∙10-6=0,05 | — | |||
 , м3/с
| (5-36) | 0,42∙27∙0,05=0,57 | — | |||
|
, м3/с
| (5-38) | 
| — | |||
| , Па
| (5-39) | 
| — | |||
|
|
|
|
|
|
