Тепловой расчет обмотки статора

12.1.1 Потери в основной и дополнительной обмотках статора [11-247]

Р'_м1=m₁m_т'[I'₁²r₁+(I_п.н/ )²r_д]=

=3ּ1,48ּ[180,4²∙0,029+(66,8/ )²∙0,003)=4235 Вт,

где m'_т=1,48 – коэффициент для класса нагревостойкости изоляции F [§ 5-1]

12.1.2 Условная внутренняя поверхность охлаждения активной части статора [9-379]

S_п1=πD₁ℓ₁=πּ413ּ140=181647 мм²

12.1.3 Условный периметр поперечного сечения [9-381]

П₁=2(h_n1+b_п1)=2(39,2+11,8)=102 мм

12.1.4 Условная поверхность охлаждения пазов [9-382]

S_и.п1=z₁П₁ℓ₁=60ּ102ּ140=856800 мм²

12.1.5 Условная поверхность охлаждения лобовых частей обмотки [9-383]

S_л1=4πD₁ℓ_в1=4ּ3,14ּ413ּ158,3=821305 мм²

12.1.6 Условная поверхность охлаждения генераторов без охлаждающих ребер на станине [9-384]

S_маш=πD_н1(ℓ₁+2ℓ_в1)=3,14ּ590(140+2ּ158,3)=846142 мм²

12.1.7 Удельный тепловой поток от потерь в активной части обмотки и от потерь в стали, отнесенных к внутренней поверхности охлаждения активной части статора [9-386]

р_п1= Вт/мм²,

где к=0,82 – коэффициент [табл. 9-25]

12.1.8 Удельный тепловой поток от потерь в активной части обмотки и от потерь в стали, отнесенных к поверхности охлаждения пазов [9-387]

р_и.п1= Вт/мм²

12.1.9 Удельный тепловой поток от потерь в активной части обмотки и от потерь в стали, отнесенных к поверхности охлаждения лобовых частей об­мотки [9-388]

р_л1= = Вт/мм²

12.1.10 Окружная скорость ротора [9-389]

v₂= м/с

12.1.11 Превышение температуры внутренней поверхности активной части статора над температурой воздуха внутри машины [9-390]

Δt_п1= ºС,

где α₁=14ּ10^-5 Вт/(мм²ּград) – коэффициент теплоотдачи поверхности статора.

12.1.12 Односторонняя толщина изоляции в пазу статора [§ 9-13]

b_и1=(b_п1-N_шb)/2=(11,8-2∙4,5)/2=1,4 мм

Перепад температуры в изоляции паза и жестких катушек [9-392]

Δt_и.п1= ºС

12.1.13 Превышение температуры наружной поверхности лобовых частей обмотки над температурой воздуха внутри машины [9-393]

Δt_л1=р_л1/α₁=0,00395/14ּ10^-5=28,2 ºС

12.1.14 Перепад температуры в изоляции лобовых частей из жестких катушек [9-395]

Δt_и..л1=р_л1 =0,00395 ºС

12.1.15 Среднее превышение температуры обмотки над температурой воздуха внутри машины [9-396]

Δt'₁=(Δt_п1+Δt_и.п1) +(Δt_л1+Δt_и.л1) =

=(65,9+10,1) +(28,2+34,6) ºС

12.1.16 Потери в двигателе, передаваемые воздуху внутри машины [9-397]

Р'_Σ=к(Р'_м1 +Р_сΣ)+Р'_м1 +Р'_м2+Р_мхΣ+Р_д=0,82(4235 Вт

12.1.17 Среднее превышение температуры воздуха внутри двигателя над температурой наружного воздуха [9-399]

Δt_в= ºС

12.1.28 Среднее превышение температуры обмотки над температурой на­ружного воздуха [9-400]

Δt₁=Δt'₁+Δt_в=65,9+6=71,8 ºС

Тепловой расчет обмотки возбуждения

12.2.1 Условная поверхность охлаждения многослойных катушек из изолированных проводов [11-248]

S_п2=2∙р∙ℓ_ср.п∙П_п=2∙2∙780,3∙154=48,1∙10⁴ мм²

12.2.2 Удельный тепловой поток от потерь в обмотке, отнесенных к поверхности охлаждения обмотки [11-250]

р_п=кР_п/S_п2=0,9∙2608/48,1∙10⁴ =0,0049 Вт/мм²

12.2.3 Коэффициент теплоотдачи катушки [§ 11-13]

α_Т=(2,6+0,19∙v₂)∙10^-5=(2,6+0,19∙32,1)∙10^-5=8,7∙10^-5 Вт/(мм² ˚С)

12.2.4 Превышение температуры наружной поверхности охлаждения обмотки [11-251]

Δt_п.л=р_п/α_Т=0,0049/0,000087=56,2 ˚С

12.2.5 Перепад температуры в наружной и внутренней изоляции многослойных катушек из изолированных проводов [11-252]

Δt_и.л=р_п ˚С

12.2.6 Среднее превышение температуры обмотки над температурой воздуха внутри машины [11-253]

Δt'_п=Δt_п.п+Δt_и.п=56,2+6,1=62,3 ˚С

12.2.7 Среднее превышение температуры обмотки над температурой охлаждающего воздуха [11-254]

Δt_п=Δt'_п+Δt_в=62,3+6=68,2 ˚С

Вентиляционный расчет

Принята система вентиляции аксиальная [§ 11-13]

12.3.1 Необходимый расход воздуха [5-28]

V_в= = м³/с

12.3.2 Эквивалентное аэродинамическое сопр-ние воздухопровода [§ 11-13]

z₁=200 Па∙с²/м

12.3.3 Наружный диаметр вентилятора [10-382]

D_вен2=0,85D₁=0,85∙413=351 мм

12.3.4 Внутренний диаметр колеса вентилятора [10-383]

D_вен1=0,65D₁=0,65∙413=268,5 мм

12.3.5 Длина лопатки вентилятора [10-384]

l_л=0,13D₁=0,13∙413=53,7 мм

12.3.6 Количество лопаток вентилятора [10-385]

N_л= D_вен2/20=351/20≈18

12.3.7 Линейная скорость вентилятора по наружному диаметру [5-34]

V_вен2= π∙D_вен2∙n/(6∙10⁴)=3,14∙351∙1500/60000=27,6 м/с

12.3.8 Линейная скорость вентилятора по внутреннему диаметру [5-35]

V_вен1= π∙D_вен1∙n/(6∙10⁴)=3,14∙268,5∙1500/60000=21,1 м/с

12.3.9 Напор вентилятора [5-33]

H₀=η_а.о∙γ(V²_вен2-V²_вен1)=0,6∙1,23(27,6²-21,1²)=233,6 Па,

где η_а.о=0,6 – аэродинамический КПД вентилятора [§ 5-6];

γ = 1.23 кг/м³ – плотность воздуха.

12.3.10 Площадь поперечного сечения входных отверстий вентилятора [5-37]

S_вен=0,92π∙D_вен2∙l_л∙10^-6=0,92∙3,14∙351∙53,7∙10^-6=0,0545 м²

12.3.11 Максимальный расход воздуха [5-36]

V_{в max}=0,42∙V_вен2∙S_вен =0,42∙27,6∙0,0545=0,631 м³/с

12.3.12 Действительный расход воздуха [5-38]

V_в =V_{в max} м³/с

12.3.13 Действительный напор вентилятора [5-38]

Па

13 Масса и динамический момент инерции

Масса

13.1.1 Масса стали сердечника статора [11-255]

m_с1Σ=m_з1+m_с1=29+86,9=115,9 кг

13.1.2 Масса стали полюсов [11-256]

m_сп=7,8∙10^-6к_сℓ_п(b_пh'_п+к_кb_нпh_нп)2р=

=7,8∙10^-6∙0,98∙155(115,2∙95,8+0,8∙217,1∙40)∙4=85,2 кг

13.1.3 Масса стали сердечника ротора [11-257]

m_с2=6,12к_с10^-6ℓ₁[(2,05h_с2+D₂)²-D₂]=

=6,12∙0,98∙10^-6∙155[(2,05∙17,7+101,4)-101,4]=17,5 кг

13.1.4 Суммарная масса активной стали статора и ротора [11-258]

m_сΣ=m_с1Σ+m_сп+m_с2=115,9+85,2+17,5 =218,6 кг

13.1.5 Масса меди обмотки статора [11-259]

m_м1=8,9∙10^-6m₁(a₁w₁ℓ_ср1S₀+a_dw_dℓ_срдS_эфд)=

=8,9∙10^-6∙3(3∙32∙1282,2∙4,075+4∙3∙1282,2∙4,0375∙2)=17,3 кг

13.1.6 Масса меди демпферной обмотки [11-260]

m_м.д=8,9∙10^-62р(N'₂Sℓ'_ст+b'_н.пS_с+0,6S_сС_п)=

=8,9∙10^-6∙4(11∙28,3∙204,9+206,6∙52,27+0,6∙52,27∙2)=2,66 кг

13.1.7 Суммарная масса меди [11-261]

m_мΣ= m_м1+ m_м.п +m_мд =17,3+97+2,66=120,7 кг

13.1.8 Суммарная масса изоляции [11-262]

m_и=(3,8D^1,5_н1+0,2D_н1ℓ₁)10^-4=(3,8∙590^1,5+0,2∙590∙140)∙10^-4=7,1 кг

13.1.9 Масса конструкционных материалов [11-264]

m_к=АD_н1+В=0,32∙590+400=588,8 кг

13.1.10 Масса машины [11-265]

m_маш=m_сΣ+m_мΣ+m_и+m_к=218,6+120,7+7,1+588,8=935,2 кг

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском по сайту: