Основы теплопередачи в электрических машинах: Рабочая программа, задание на контрольную работу

Федеральное агентство по образованию Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования

Северо-Западный государственный заочный технический университет

Кафедра электротехники и электромеханики

ОСНОВЫ ТЕПЛОПЕРЕДАЧИ В ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ МАШИНАХ Рабочая программа Задание на контрольную работу

Факультет энергетический Направление и специальность подготовки дипломированного специалиста: 654500 - электротехника, электромеханика и электротехнологии 180100 - электромеханика (по отраслям) Направление подготовки бакалавра 551300 - электротехника, электромеханика и электротехнологии

Санкт-Петербург 2005

Утверждено редакционно-издательским советом университета УДК 621.313.017.7(075.08) Основы теплопередачи в электрических машинах: Рабочая программа, задание на контрольную работу. - СПб.: СЗТУ, 2005. — 33 с. Рабочая программа дисциплины соответствует требованиям государственных образовательных стандартов высшего профессионального образования по направлению подготовки дипломированного специалиста 654500 (специальность 180100 – «Электромеханика») и направлению подготовки бакалавра 551300. Дисциплина представляет собой изложение научных основ гидравлики, аэродинамики и теории теплообмена применительно к электрическим машинам. Рассмотрены типы систем охлаждения электрических машинах, теоретические и прикладные вопросы вентиляционного и теплового расчетов. Рассмотрено на заседании кафедры электротехники и электромеханики 17 января 2005 г., одобрено на заседании методической комиссии энергетического факультета 6 февраля 2005 г. Рецензенты: кафедра электротехники и электромеханики СЗТУ (зав. кафедрой В. И. Рябуха, д–р техн. наук, проф.); Ю. Ф. Кокунов, ст.преп. кафедры электрических машин СПбГТУ.

Составители: Е. П. Брандина, канд. техн. наук, доц., О. В. Шелудько, канд. техн. наук, доц.

© Северо – Западный государственный заочный технический университет, 2005

ПРЕДИСЛОВИЕ При проектировании электрических машин к числу соблюдаемых ограничений, наряду с максимально допустимыми механическими и электромагнитными нагрузками, относятся и предельно допустимые температуры активных частей, В связи со значительным повышением использования активного объема машины и необходимостью интенсификации систем охлаждения, сложилась самостоятельная техническая дисциплина «Основы теплопередачи в электрических машинах». Целью изучения дисциплины является усвоение теоретических и прикладных вопросов гидравлики, аэродинамики и теории теплообмена в электрических машинах, связанных с функционированием их систем охлаждения и формированием их термического состояния. Задачи дисциплины. В результате изучения дисциплины студент должен знать: основы гидравлики, аэродинамики и теории теплообмена в электрических машинах; типы систем охлаждения, области их применения и возможности; теплофизические свойства используемых материалов и охлаждающих сред; задачи вентиляционных и тепловых расчетов электрических машин и методы их решения, а также уметь обосновывать целесообразность выбора системы охлаждения и конструкций ее элементов; выполнять расчет вентиляторов электрических машин; составлять тепловые и гидравлические схемы замещения; решать задачи, связанные с определением температурных полей в элементах электрических машин. Связь с другими дисциплинами. Теоретической базой для изучения курса являются дисциплины: «Физика», «Высшая математика», «Теоретические основы электротехники», «Электрические машины», «Конструкции электрических машин». Знания, полученные при изучении дисциплины, используются в курсе «Проектирование электрических машин», при курсовом и дипломном проектировании.

1. СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ 1.1. РАБОЧАЯ ПРОГРАММА (объем дисциплины 70 часов ) Введение Роль и значение тепловых электрических машинах (ЭМ).

гидродинамических

явлений

в

Достижения отечественных научных школ в создании прогрессивных систем охлаждения и разработке методов тепловых и гидравлических расчетов ЭМ. Тема 1. Общие вопросы Общая характеристика физических процессов тепловыделения и теплопередачи в ЭМ. Связь технико-экономических показателей ЭМ с процессами теплоотвода. Требования к ЭМ по уровню нагрева. Требования к системам охлаждения ЭМ. Классификация систем охлаждения. Эффективность и экономичность системы охлаждения. Тема 2. Основы теории гидравлических и аэродинамических расчетов Задачи вентиляционного расчета ЭМ и его связь с теорией гидравлики. Значение теории подобия. Охлаждающие среды, применяемые в ЭМ. Понятие о капельных и газообразных жидкостях. Физические свойства жидкостей: плотность, сжимаемость, вязкость. Понятие об идеальной жидкости. Основное уравнение гидростатики. Гидростатическое давление и его измерение. Основное понятие кинематики жидкости. Линии и трубки тока. Живое сечение. Уравнение неразрывности течения. Расход и средняя скорость потока. Дифференциальное уравнение динамики жидкости. Уравнение Бернулли для элементарной струйки идеальной и реальной жидкости. Измерение давления, скорости и расхода с помощью пневмометрических трубок. Ламинарное и турбулентное течение жидкостей. Число Рейнольдса. Гидравлический диаметр канала. Потери напора по длине канала при ламинарном и турбулентном режимах течения. Влияние шероховатости стенок на потери напора. Потери напора в местных сопротивлениях при изменении направления потока и площади сечения канала, при слиянии и разделении потоков. Рекомендации по снижению потерь напора в системах охлаждения ЭМ.

Влияние вращения хладоагента на потери напора. Понятие гидравлического сопротивления. Последовательное и параллельное соединение гидравлических сопротивлений. Гидравлические характеристики системы. Применение вычислительной техники для гидравлических и аэродинамических расчетов. Последовательность вентиляционного расчета. Тема 3. Вентиляторы электрических машин и вентиляционные расчеты Типы встроенных вентиляторов: центробежный, осевой и комбинированный, их использование в ЭМ. Принцип действия центробежного вентилятора, его недостатки. Основные формы лопаток центробежного вентилятора, их применение для ЭМ. Теория идеального центробежного вентилятора. Теоретический напор вентилятора, потеря давления, аэродинамическая характеристика и КПД вентилятора. Опытное определение аэродинамической характеристики. Мощность и КПД вентиляторов, способы повышения КПД. Расчет центробежного вентилятора. Аэродинамический шум вентилятора и методы его снижения. Расчет совместной работы вентилятора и воздухопровода. Приближенные вентиляционные расчеты ЭМ. Тема 4. Основы теории теплообмена электрических машин Виды теплообмена: теплопроводность, конвективный теплообмен (теплоотдача), тепловое излучение, теплоперадача. Теплопроводность: температурное поле, тепловой поток, градиент температуры. Закон теплопроводности Фурье; коэффициент теплопроводности материалов, используемых в ЭМ. Дифференциальное уравнение теплопроводности. Условия однозначности при решении задач теплопроводности. Граничные условия I, II, III и IV рода. Стационарные одномерные температурные поля в элементах ЭМ (случай плоской и цилиндрической стенок). Понятие о тепловом сопротивлении. Теплопередача через оребренную поверхность. Аналитические методы расчета температурных полей. Метод Зодерберга. Расчеты температурных полей с использованием вычислительной техники. Конвективный теплообмен (теплоотдача). Закон Ньютона Рихмана. Факторы, влияющие на величину коэффициента теплоотдачи. Основы теории подобия. Теоремы подобия. Числа (критерии) гидродинамического и теплового подобия. Обобщение опытных данных на основе теории подобия. Критериальные уравнения для основных случаев свободной и вынужденной конвекции. Расчет коэффициентов теплоотдачи для различных элементов ЭМ по критериальным

уравнениям. Физическая сущность теплового излучения. Законы излучения. Степень черноты и угловые коэффициенты излучения серых тел. Лучистый теплообмен между телами. Понятие коэффициента теплоотдачи излучением. Коэффициент теплоотдачи при совместном действии конвекции и излучения. Теплообменные аппараты ЭМ. Основы теплового расчета теплообменных аппаратов. Тема 5. Основы тепловых расчетов электрических машин Задачи тепловых расчетов ЭМ. Исходные данные для расчета распределения потерь, геометрия основных частей ЭМ, теплофизические свойства материалов, расходы и скорости охлаждающих сред. Пиковая температура и превышения температуры в элементах конструкции ЭМ. Уровень температур изоляционных материалов и влияние его на срок службы ЭМ. Режимы работы ЭМ и их учет при тепловых расчетах. Тепловые расчеты на основе методов температурного поля. Сущность метода тепловых эквивалентных схем и связь его с методом поля. Тепловые сопротивления и расчет тепловой эквивалентной схемы. Схема теплового расчета ЭМ. Тепловые эквивалентные схемы статоров и роторов машин переменного тока, якорей и индукторов машин постоянного тока. Тепловые схемы машин закрытого типа. Системы уравнений теплового баланса для тепловых схем. Аналогия между тепловыми и электрическими схемами. Учет в тепловых схемах зависимости потерь в обмотках ЭМ от температуры. Применение вычислительной техники для расчета сложных тепловых схем. Тепловой расчет при нестационарных (переходных) процессах. Система дифференциальных уравнений теплового баланса ЭМ при переходном тепловом режиме. Постоянная времени теплового процесса. Анализ нестационарного процесса без теплообмена с окружающей средой. Режим повторно-кратковременной нагрузки. Принципы определения допустимой нагрузки ЭМ в кратковременном и повторно-кратковременном режимах работы. Тепловые испытания ЭМ, методы измерений, обеспечение требуемой точности. Анализ результатов испытаний и их связь с разработкой систем охлаждения.

Тема 6. Новые направления в развитии систем охлаждения электрических машин Принципы интенсификации систем охлаждения. Высокотемпературные компаунды. Системы непосредственного охлаждения. Сверхпроводимость в электрических машинах. Криогенные машины. Новые жидкостные и жидкостно-испарительные системы охлаждения. Тепловые трубы, принцип действия, применение их для охлаждения электрических машин. 1.2. ТЕМАТИЧЕСКИЙ ПЛАН ЛЕКЦИЙ для студентов очно-заочной формы обучения (16 часов) 1.Общие вопросы нагревания и охлаждения электрических машин. Новые направления в развитии систем охлаждения электрических машин ............................................................................4 ч. 2. Основы гидростатики. Уравнение Бернулли. Гидродинамика идеальной жидкости. Динамика вязкой жидкости. Пограничный слой. Моделирование......................................................................................4 ч. 3. Вентиляторы электрических машин и вентиляционные расчеты электрических машин ........................................................................... 4 ч. 4. Основы теории теплообмена и тепловых расчетов электрических машин.............................................................................4 ч. 1.3. ТЕМЫ ПРАКТИЧЕСКИХ ЗАНЯТИЙ (4 часа) 1. Вентиляционный расчет электрических машин ...................... 2 ч. 2. Тепловой расчет ЭМ .................................................................. 2 ч.

2. БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК Основной: 1. Брандина Е.П., Шелудько О.В. Тепловые, гидравлические и аэродинамические расчеты в электрических машинах: Учеб. пособие. – Л.:СЗПИ, 1991. 2. Филиппов И. Ф. Теплообмен в электрических машинах.—Л.: Энергоатомиздат, 1986. ' Дополнительный: 2. Борисенко А. И. Охлаждение промышленных электрических машин.—М.: Энергоатомиздат, 1983. 3. Юдаев Б. Н. Теплопередача. — М.: Высш. школа, 1982. 4. Лабейш В. Г. Гидравлические расчеты электрооборудования.—Л.:

СЗПИ, 1990. 5. Кириллов П. Л., Юрьев Ю. С., Бобков В. П. Справочник по теплогидравлическим расчетам.—М.: Энергоатомиздат, 1984. 6. Асинхронные двигатели серии 4А .: Справочник / Кравчик А.Э., Шлаф М. М., Афонин В; И., Соболевская Е. А. —М.:Энергоиздат, 1982. 7. Проектирование электрических машин. / Под ред. И. П. Копылова - М.: Энергия, 1980.

3. МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ К ИЗУЧЕНИЮ ДИСЦИПЛИНЫ Рекомендуется следующий порядок изучения дисциплины: необходимо по программе ознакомиться с содержанием темы, проработать соответствующий материал (желательно составить конспект), используя пояснения и ссылки методических указаний на разделы основной и дополнительной литературы. За разъяснением трудно усваиваемых частей курса следует обращаться к преподавателю в учебно-консультационные пункты университета. Для самопроверки предлагается ответить на вопросы, приведенные в методических указаниях. Переходить к изучению следующей темы нужно только после усвоения предыдущей, после того, как даны ответы на вопросы для самопроверки. При проработке материала необходимо обращать особое внимание на физический смысл математических зависимостей, которые служат для решения практических задач. Надо помнить, что размерность любой величины обычно отражает ее физический смысл. Проверка размерности в процессе математических выводов и вычислений, особенно при решении задач, может сигнализировать о допущенных в расчетах ошибках. Цель практических занятий вытекает из задач, поставленных при изучении дисциплины и указанных в предисловии. На практических занятиях рассматриваются основные разделы курса. Изучение дисциплины заканчивается теоретическим зачетом. Введение [1], с. 3; [2], с. 6... 13 Тепловые, гидравлические и аэродинамические расчеты являются неотъемлемой частью общей теории электрических машин (ЭМ). При работе ЭМ выделяется теплота, представляющая потери энергии, которые возникают при взаимном превращении механической и электрической энергии. Для нормальной работы машины необходимо, чтобы выделенная в ней тепловая энергия была отведена

охлаждающей средой (хладоагентом). Классификация способов охлаждения предусматривается ГОСТ 20459-87. В последние годы в связи со значительным увеличением активного объема машин и необходимостью интенсификации процессов охлаждения и сложилась данная самостоятельная общетехническая дисциплина. При проектировании ЭМ стремятся применять наиболее эффективные системы охлаждения. При разработке систем охлаждения должны быть определены схемы циркуляции охлаждающих сред (хладоагентов) и типы нагнетательных элементов на основе требований, предъявляемых классом изоляционных материалов к уровню температуры в активной зоне ЭМ при номинальных условиях эксплуатации в установившихся и переходных режимах. Другими словами, должны быть выполнены вентиляционный и гидравлический расчет ЭМ, а также тепловой расчет, который должен обосновать целесообразность выбранной системы охлаждения или определить дополнительные требования к интенсификации теплообмена. При проектировании системы охлаждения необходимо определить поле температуры во всем объеме ЭМ и проверить соответствие имеющимся техническим требованиям. Вопросы для самопроверки 1. Укажите взаимосвязь тепловых, гидравлических и аэродинамических расчетов при проектировании электрических машин. Тема 1. Общие вопросы [1], с. 3... 17; [2], с.1...9 Наибольшие возможности повышения единичной мощности ЭМ возникают при увеличении линейной токовой нагрузки, что достигается путем интенсификации процессов теплообмена в системе охлаждения машины. Необходимо иметь представление о достигнутом уровне единичной мощности современных ЭМ и трансформаторов. Для машин традиционного исполнения основные температурные ограничения режимов и условий эксплуатации определяются допустимой рабочей температурой изоляции, в первую очередь изоляции обмоток. Необходимо знать классификацию изоляционных материалов по нагревостойкости, их допустимые рабочие температуры и применение классов изоляции в ЭМ. Следует обратить внимание на правило «десяти градусов», связывающее превышение температуры и срок службы изоляции. Для нормальной работы ЭМ необходимо, чтобы выделенная в ней тепловая энергия (теплота) была отведена, т.е. чтобы какое-либо материальное тело восприняло эту энергию и удалило бы ее из

машины. Таким материальным телом является охлаждающая среда (хладоагент): жидкость или газ, проходящие по каналам цепи охлаждения под воздействием нагнетательных элементов (вентиляторов, насосов, компрессоров и т.д.). Хладоагент, циркулирующий под воздействием нагнетательных элементов по каналам цепи охлаждения, образует совместно с каналами и нагнетательными элементами систему охлаждения ЭМ. Необходимо твердо знать классификацию способов охлаждения ЭМ. Следует знать, какими коэффициентами оценивается эффективность (действенность) системы охлаждения. Экономичность системы охлаждения в основном оценивается по эксплуатационным расходам, которые являются важнейшей характеристикой системы охлаждения. Может оказаться, что весьма эффективная система охлаждения потребует такого большого расхода энергии на свое функционирование, что заметно понизит КПД всей машины в целом. Вопросы для самопроверки 1. Охарактеризуйте классификацию изоляционных материалов по нагревостойкости. 2. Какие классы изоляции по нагревостойкости находят наибольшее применение в ЭМ? 3. Дайте классификацию способов охлаждения ЭМ. Тема 2. Основы теории гидравлических и аэродинамических расчетов [1], с. 17...36 В расчетах систем охлаждения ЭМ применяется теория гидравлики, гидромеханики, аэродинамики и газовой динамики. Необходимо иметь представление о задачах гидравлического расчета ЭМ. Знать роль напора и его падение на участках системы охлаждения, связь расхода охлаждающего агента с величиной потерь в ЭМ. В ЭМ в качестве охлаждающих сред чаще всего применяется воздух, в крупных машинах для улучшения теплосъема находят применение водород и вода, в крупных трансформаторах - масло. В теории гидромеханики все эти вещества относят к классу жидкостей. Их важнейшим отличием от твердых тел является свойство текучести. При этом жидкости могут быть капельными (несжимаемыми) и газообразными (сжимаемыми). Следует знать физические свойства жидкостей: плотность, удельный вес, сжимаемость, вязкость. В некоторых задачах гидромеханики, когда можно пренебречь

влиянием вязкости на течение, используют понятие идеальной жидкости. В результате изучения основных определений кинематики жидкости и газа следует знать, что основные уравнения гидромеханики и газодинамики (уравнения неразрывности и Эйлера) записывают законы сохранения массы и количества движения в применении к жидкой частице. Уравнение Бернулли имеет основополагающее значение для гидравлических расчетов, поэтому его усвоению нужно уделить особое внимание. Нужно знать, чем отличается уравнение Бернулли для потока реальной жидкости от уравнения для струйки идеальной жидкости. На использовании уравнения Бернулли основано применение трубки Пито и расходомера Вентури — наиболее распространенных приборов для измерения скорости и расхода жидкости и газа. Для реальной жидкости механическая энергия не остается постоянной вдоль струйки: она постепенно переводится в теплоту процессами вязкого трения. Эти потери механической энергий на участке струйки учитываются потерями напора вдоль длины канала. Эти потери напора зависят от характера течения жидкости (ламинарного или турбулентного). Надо иметь в виду, что кроме потерь напора вдоль длины канала, возникает и ряд других местных потерь, обусловленных поворотом, расширением, сужением, разветвлением канала. В ЭМ существуют специфические виды потерь напора, обусловленные как вращением охлаждающих каналов, так и вращением охлаждающего воздуха, вызванного нагнетательными элементами или входом потока в камеру по касательной к ее боковой поверхности. Гидравлическую сеть ЭМ можно представить в виде схемы, состоящей из последовательно и параллельно соединенных гидравлических сопротивлений. Эта схема замещения гидравлической сети аналогична схеме электрической цепи, где напор соответствует напряжению, расход − току, а гидравлические сопротивления − электрическим сопротивлениям. Вопросы для самопроверки 1. Назовите задачи вентиляционного (гидравлического) расчета ЭМ. 2. В чем состоит принцип неразрывности потока? 3. Запишите вывод уравнения Бернулли для идеальной жидкости. 4. Как связаны между собой величины напора и расхода охлаждаю щего агента? 5. Как рассчитать эквивалентное сопротивление ряда последова тельно соединенных гидравлических сопротивлений ? 6. Как рассчитать эквивалентное сопротивление ряда параллельно соединенных гидравлических соединений ? 7. Как определить гидравлическую характеристику вентиляционной

системы через гидравлические характеристики отдельных участков? Тема 3. Вентиляторы электрических машин и вентиляционные расчеты [1], с. 36...47; [З], с. 175... 212 Различают три типа вентиляторов, встраиваемых в ЭМ: центробежный, осевой и комбинированный. Наибольшее применение находят центробежные вентиляторы, так как они создают давление, более всего соответствующее характеристикам вентиляционных систем ЭМ и Основным недостатком пригодны для реверсивных машин. центробежных вентиляторов является низкий КПД. Центробежные вентиляторы могут иметь три формы лопаток: радиальные лопатки и лопатки, отогнутые вперед или назад. В нормальных электрических машинах применяются, главным образом, вентиляторы с радиальными лопатками. Необходимо знать расчет такого вентилятора. Внешний диаметр вентиляторного колеса выбирается в соответствии с типом вентиляции и конструкции машины. При аксиальной вентиляции его выбирают максимально возможным. Во встроенных вентиляторах отношение внешнего и внутреннего диаметров составляет примерно 1,2 ... 1,5. При вытяжной вентиляции рекомендуется выбирать число лопаток NЛ в зависимости от диаметра вентилятора D: D, мм NЛ

200 250 13

17

300

350 400

23

29

31

Вопросы для самопроверки 1. Рассмотрите аэродинамическую характеристику центробежного вентилятора. 2. Дайте определение энергетического КПД вентилятора и укажите его величину. 3. Охарактеризуйте последовательность расчета центробежного вентилятора с радиальными лопатками. 4. Почему номинальный расход вентилятора выбирается вдвое меньше максимального расхода? 5. Почему число лопаток вентилятора должно быть простым числом?

Тема 4. Основы теории теплообмена электрических машин [1], с. 47...68; [2], с. 12...56, 80... 112 Теория теплообмена представляет собой учение о процессах распространения теплоты. В зависимости от вида функционирующего материального носителя энергии, теплообмен осуществляется одним из трех способов: теплопроводностью, конвекцией, излучением. Следует представлять физическую сущность каждого из этих способов. При изучении темы необходимо усвоить физическую сущность процесса теплопередачи, определяемую совместным действием трех элементарных видов теплообмена. Количественной характеристикой процесса является коэффициент теплопередачи. Следует подробно рассмотреть теплопередачу через ребристую стенку и разобраться в целесообразности оребрения охлаждаемых поверхностей электрических машин. При анализе дифференциального уравнения теплопроводности, характеризующего пространственно-временное изменение температуры в теле, надо обратить особое внимание на то, что его вывод базируется на двух законах: законе сохранения энергии и законе Фурье. Знание принципиальной сущности и методов теории подобия необходимо для изучения всех частных случаев конвективного теплообмена при свободном и вынужденном движении жидкости, а также при использовании расчетных формул, полученных на основании опытных данных. Следует хорошо усвоить метод отыскания числовых коэффициентов в уравнениях подобия и в каждом отдельном случае обращать внимание на выбор определяющих параметров: температуры и геометрического размера в этих соотношениях. Нужно уметь пользоваться таблицами и графиками при определении физических свойств жидкости. Теплообмен излучением имеет принципиальное отличие от теплопроводности и конвекции. Следует обратить внимание, что при выступает излучении в качестве материального носителя электромагнитное поле. Излучение всеми телами происходит во всем диапазоне длин волн, но с различной интенсивностью. Количественно процесс излучения описывается законами Планка, Вина, Стефана– Больцмана, Кирхгофа. Потоки лучистой энергии способны вызывать местные термические напряжения в металлических конструкциях, что приводит к изменению их геометрии. При изучении теплообмена в теплообменных аппаратах ЭМ необходимо обратить внимание на уравнения теплового баланса и теплопередачи, которые являются основой теплового расчета аппаратов. Надо хорошо разобраться в выводах, относящихся к определению среднего температурного напора, и овладеть методикой

расчета конечных температур поверхности аппарата. В зависимости от рода охлаждающей жидкости, в ЭМ применяются теплообменники различных типов. Основные из них − это воздухо − и газоохладители, в которых циркулирующий в машине воздух или водород охлаждается водой. В связи с развитием водяного охлаждения обмоток, все большее распространение приобретают водо-водяные теплообменники для охлаждения циркулирующего в каналах обмоток дистиллята или конденсата. Водяные маслоохладители применяют для охлаждения масла, циркулирующего в подшипниках. Вопросы для самопроверки 1. Поясните вывод дифференциального уравнения теплопроводно сти. 2. Дайте определение коэффициентов тепло- и температуропроводности, теплопередачи. 3. Сформулируйте закон конвективного теплообмена и факторы, влияющие на интенсивность процесса. 4. Рассмотрите сущность теории подобия. 5. Какие типы теплообменных аппаратов используются в ЭМ ? Тема 5. Основы теплового расчета электрических машин [1], с. 68...87; [2], с. 64...80 Электрическая машина — сложный технический объект, и теплота, выделяющаяся в ее элементах, преодолевает различные тепловые сопротивления на пути к охлаждающей среде. Тепловые сопротивления теплопроводности характерны для сплошных (твердых) элементов, в которых температура непрерывно изменяется от точки к точке в направлении теплового потока. Тепловые сопротивления теплоотдачи с поверхности имеют место при контакте поверхности тела с жидкой или газообразной средой (хладоагентом). Здесь в тонком пограничном слое возникает значительный перепад температуры. В задачи теплового расчета входит определение средней температуры активных частей машины и максимальных значений температуры в зависимости от параметров режима нагрузки, расчет температурного поля элементов конструкции машины. Конкретно, в тепловом расчете определяют превышение температуры сердечника, обмотки якоря и других обмоток машины, коллектора или контактных колец над температурой входящей в машину охлаждающей среды. При изучении темы следует обратить внимание на исходные данные теплового расчета. Таковыми являются: распределение потерь энергии по объему машины, значения физических параметров

(теплоемкость, коэффициент теплопроводности и т.п.) и условия охлаждения на граничных поверхностях. Метод эквивалентной замены теплового поля с внутренними источниками теплоты элементами без внутренних источников был разработан Р. Зодербергом. Решение одномерного стационарного уравнения Пуассона заменяется решением одномерного стационарного уравнения Лапласа при таких преобразованиях линейного размера, которые приводили бы к искомому численному результату. Решения двумерных уравнений на основе одномерных уравнений проводятся по правилам сложения сопротивлений линейной электрической цепи. Вопросы для самопроверки 1. Дайте определение термических сопротивлений теплопроводности и теплоотдачи. 2. Сформулируйте закон старения изоляционных материалов. 3. Объясните закон эквивалентных тепловых схем ЭМ. 4.Сформулируйте последовательность составления тепловых эквивалентных схем. Тема 6. Новые направления в развитии систем охлаждения электрических машин [1], с. 88...91 К современным интенсивным и оптимизационным системам охлаждения относится высокоэффективное непосредственное охлаждение, применяемое в современных крупных машинах, при котором жидкость протекает по каналам, выполненным внутри проводников обмотки. Перспективным охлаждением является система глубокого охлаждения (до криогенных температур) токоведущих частей машины, при котором можно добиться резкого уменьшения активного сопротивления обмотки. Для этого используют специальные проводниковые материалы (сверхпроводники I и II рода). В настоящее время нашли применение системы жидкостного охлаждения, в которых жидкость заполняет внутреннюю полость машины. В ряде асинхронных двигателях закрытого исполнения применяется испарительная система охлаждения. В таких машинах жидкость впрыскивается на активные части машины и здесь же испаряется. Для охлаждения некоторых типов ЭМ применяют тепловые трубы.

Вопросы для самопроверки 1. Перечислите основные современные интенсивные системы охлаж дения электрических машин. 2. Рассмотрите физический механизм теплопереноса в тепловой трубе при охлаждении ЭМ. 4. ВОПРОСЫ К ТЕОРЕТИЧЕСКОМУ ЗАЧЕТУ 1. Классификация систем охлаждения электрических машин (ЭМ). Обозначения систем охлаждения согласно ГОСТ. 2. Влияние системы охлаждения на мощность проектируемой ЭМ. 3. Выбор системы охлаждения ЭМ. Связь между конструктивным исполнением и системой охлаждения ЭМ. 4. Самовентиляция и независимая вентиляция. Область применения. 5. Аксиальная и радиальная системы вентиляции. Достоинства и недостатки. Область применения. 6. Нагнетательная и вытяжная вентиляции. Достоинства и недостатки. Область применения. 7. Системы охлаждения современных крупных ЭМ. 8. Перспективы дальнейшего развития систем охлаждения ЭМ. 9. Нагревание и охлаждение твердого тела. Постоянная нагрева. 10. Основные номинальные режимы работы ЭМ, их обозначения. 11. Влияние режима работы ЭМ на допустимую температуру нагрева. 12. Классификация изоляционных материалов по классу нагревостойкости. 13. Выбор изоляционного материала по классу нагревостойкости для проектируемой ЭМ. Допустимые температуры нагрева. 14. Закон старения изоляционных материалов в зависимости от превышения допустимой температуры (правило десяти градусов). Связь между тепловым режимом работы ЭМ и сроком службы. 15. Основные виды потерь в ЭМ. Постоянные и переменные потери. 16. Связь между потерями в ЭМ и необходимым расходом хладоагента. 17. Роль теплоемкости хладоагента для системы охлаждения ЭМ. Сравнение величины теплоемкости различных материалов. 18. Связь напора и расхода хладоагента. Понятие об аэродинамическом (гидравлическом) сопротивлении. 19. Вид аэродинамической характеристики ЭМ. 20. Классификация характера течения хладоагента . Критическое число Рейнольдса.

21. Уравнение Бернулли для идеальной и для реальной жидкости. 22. Потеря напора вдоль длины канала. 23. Виды местных потерь напора . Способы их уменьшения. 24. Аэродинамическое сопротивление последовательно и параллельно соединенных участков системы вентиляции. 25. Построение эквивалентной гидравлической схемы ЭМ и ее аналогия с электрической схемой. Величины - аналоги. 26. Графическое построение аэродинамической характеристики ЭМ. 27. Типы вентиляторов, их сравнение и применение в ЭМ. 28. Аэродинамическая характеристика вентилятора, определение рабочей точки. 29. Основные виды теплообмена. 30. Процесс теплопроводности. Закон Фурье. Тепловое сопротивление теплопроводности. Коэффициент теплопроводности. Сравнение теплопроводности различных материалов. 31. Процесс теплоотдачи. Закон Ньютона для теплоотдачи. Тепловое сопротивление теплоотдачи. Коэффициент теплоотдачи. 32. Эквивалентная тепловая схема ЭМ. Аналогия тепловой схемы с электрической. Величины - аналоги 33. Приближенные тепловые расчеты ЭМ. 5. 3АДАНИЕ НА КОНТРОЛЬНУЮ РАБОТУ Задание на контрольную работу включает в себя три задачи, посвященные тепловому и вентиляционному расчету ЭМ: асинхронного двигателя (А), синхронной машины (Б), машины постоянного тока (В). Из этих трех задач: А, Б, В - выполняется только одна задача по выбору студента или указанию преподавателя. При этом целесообразно выбрать тот тип ЭМ, для которой уже был выполнен электромагнитный расчет при изучении предыдущих дисциплин. Это позволит дополнить выполненную ранее работу и обеспечит наличие необходимых данных для расчета задачи, облегчив тем самым ее выполнение, так как целый ряд параметров будет уже известен и не потребует выбора или расчета. Для студентов, которые по каким-либо причинам не могут воспользоваться ранее выполненными расчетами, необходимые данные приведены в приложении. При выполнении задач рекомендуется использовать литературу [1, 7].

А. Асинхронный двигатель Произвести тепловой и вентиляционный расчеты асинхронного двигателя закрытого исполнения IР44, изоляция класса нагревостойкости F. Варианты заданий приведены в табл. 1. Там же указан прототип заданной машины. Предполагается, что необходимые для расчета параметры известны из ранее выполненных заданий при изучении предыдущих дисциплин. Если такие данные отсутствуют, то можно воспользоваться параметрами машины-прототипа, приведенными в приложении (табл. П1). Сопротивления обмотки статора г1 20° даны при 20°С в виде дроби: где числитель соответствует напряжению 220/380 В, знаменатель – 380/660 В. Кроме того, следует иметь в виду, что внутренний диаметр сердечника статора D1 можно определить по заданному наружному диаметру DН из следующих отношений D1 /DН : 0,55 при 2р = 2; 0,65 при 2р = 4; 0,7 при 2р = 6 и 8. Номер варианта задания (табл.1) определяется двумя последними цифрами шифра студента. Если число двух последних цифр шифра находится в пределах 1...50, то напряжение двигателя принимается 220/380 В. Если число двух последних цифр шифра находится в пределах 51...99, то выполняется расчет двигателя на напряжение 380/660 В. Номер варианта задания в этом случае определяют вычитанием 50 из двух последних цифр шифра. Например, при шифре 21587 выполняют вариант задания 37. Если две последние цифры шифра 00, то номер варианта 50. Б. Синхронная машина Произвести тепловой расчет синхронной машины. Выполнение задачи предполагает предшествующий расчет контрольной работы или курсового проекта синхронной машины, и таким образом, наличие у студента необходимых исходных данных для теплового расчета. Задания на контрольную работу содержат 100 вариантов синхронных машин мощностью от 125 до 800 кВт. В табл. 2 приведены 50 параметров синхронных машин. Если две последние цифры шифра находятся в пределах 01…50, то выполняется расчет синхронного генератора. Если две последние цифры шифра находятся в пределах 51…99, то выполняется расчет синхронного двигателя. В этом случае номер варианта определяется как разность двух последних цифр шифра и числа 50. Если две последние цифры шифра 00, то номер варианта принимается 50.

В табл.2 приведены значения напряжения для синхронных генераторов. Для двигателей напряжения их следует уменьшить соответственно до значений 220, 380 и 660 В. Коэффициент мощности в номинальном режиме соsϕH = 0,8 для генератора и cosϕH = 0,9 для двигателя. В обоих случаях режим перевозбуждения, соединение обмоток «звезда». Внутренний диаметр якоря (статора) D1 и число пазов z1 для вариантов 1... 16: D1 = 0,615 м, z1 = 72 ; для вариантов 17... 33: D1 = 0,650 м, z1 = 90; для вариантов 34... 36: D1 = 0,705 м, z1 = 72; для вариантов 37... 39: D1 = 0,728 м, z1 = 72; для вариантов 40... 44: D1 = 0,750 м, z1 = 90; для вариантов 45... 50: D1 = 0,850 м, z1 = 120. Пазы статора открытые, прямоугольные, класс изоляции — В. Индекс внизу у числа проводников в пазу указывает число параллельных (элементарных) проводников nЭЛ. Например, uП1 =82 (nЭЛ = 2) означает, что в пазу 8 двойных проводников и по ширине паза укладывается два проводника. Обозначение без индекса (nЭЛ=8) означает, что параллельных проводников нет и по ширине паза укладывается один проводник (nЭЛ = 1). В. Машина постоянного тока Произвести вентиляционный и тепловой расчеты машины постоянного тока защищенного исполнения с аксиальной самовентиляцией, изоляция класса нагревостойкости В, режим работы продолжительный. Варианты заданий приведены в табл.3. Там же указан прототип заданной машины. Вариант задания выбирается по двум последним цифрам шифра. Предполагается, что необходимые для расчета параметры известны из ранее выполненных заданий при изучении предыдущих дисциплин. Если такие данные отсутствуют, то можно воспользоваться параметрами машины-прототипа, приведенными в приложении (табл. П2).

Прототип

Коэффициент мощности, cosϕ

Коэффициент полезного действия η, %

Число пар полюсов 2р

мощность Р2Н, кВт

Номинальная

Номер варианта

Таблица 1 Исходные данные для расчета асинхронного двигателя (А)

1

2

3

4

5

6

1

4

2

87,0

0,80

4A100S2

2

5,5

2

87,5

0,90

4A100L2

3

3

4

82,0

0,83

4A100S4

4

4

4

84,0

0,84

4A100L4

5

7,5

2

87,5

0,90

4A112M2

6

5,5

4

85,0

0,85

4A112M4

7

3

6

81,5

0,76

4A112MA6

8

4

6

82,0

0,81

4A112MB6

9

2,2

8

76,5

0,71

4A112MA8

10

3

8

79,0

0,74

4A112MB8

11

11

2

87,5

0,90

4A132M2

12

7,5

4

87,5

0,86

4A132S4

13

11

4

87,5

0,87

4A132M4

14

5,5

6

85,0

0,80

4A132S6

15

7,5

6

85,5

0,82

4A132M6

16

4

8

81,0

0,70

4A132S8

17

5,5

8

82,5

0,74

4A132M8

Продолжение табл.1 1

2

3

4

5

6

18

15

2

87,5

0,92

4A160S2

19

18,5

2

88,0

0,93

4A160M2

20

18,5

4

90,0

0,88

4A160M4

21

11

6

86,5

0,86

4A160S6

22

15

6

87,0

0,87

4A160M6

23

7,5

8

86,0

0,75

4A160S8

24

11

8

87,0

0,75

4A160M8

25

22

2

88,0

0,92

4A180S2

26

30

2

90,0

0,92

4A180M2

27

22

4

90,0

0,90

4A180S4

28

30

4

91,5

0,90

4A180M4

29

18,5

6

87,5

0,87

4A180M6

30

15

8

87,0

0,82

4A180M8

31

37

2

90,0

0,90

4A200M2

32

45

2

91,5

0,91

4A200L2

33

37

4

91,5

0,90

4A200M4

34

45

4

92,5

0,90

4A200L4

35

22

6

88,0

0,90

4A200M6

36

30

6

91,5

0,90

4A200L6

37

18,5

8

87,5

0,84

4A200M8

38

22

8

88,0

0,84

4A200L8

39

55

2

91,5

0,93

4A225M2

40

55

4

93,0

0,90

4A225M4

Окончание табл.1 1

2

3

4

5

6

41

37

6

91,0

0,90

4A225M6

42

30

8

91,0

0,81

4A225M8

43

75

2

91,5

0,89

4A250S2

44

90

2

92,5

0,90

4A250M2

45

75

4

93,5

0,90

4A250S4

46

90

4

93,5

0,92

4A250M4

47

45

6

92,0

0,90

4A250S6

48

55

6

92,0

0,90

4A250M6

49

37

8

91,0

0,83

4A250S8

50

45

8

92,0

0,84

4A250M8

Таблица 2

4 1000

6 0,24

11 1,43

12 0,112

13 147

250 320 400 500

400 400 400 400

1000 1000 1000 1000

0,930 0,935 0,940 0,945

0,24 0,29 0,36 0,46

» » » »

4,1x1.81 4,1x2,26 4,1x2,83 4,1xЗ,5

142 122 102 82

6 6 6 6

1,43 1,45 1,59 1,79

0,112 0,124 0,140 0,165

176 186 181 181

13,0x5

6,9x1,00

26

1

1,98

0,140

177

3 6

320

630

1000

0,930

0,36

0 7

400

Ток возбуждения,IBH, A

10 6

5 2 3 4 5

Число параллельных ветвей, а1

9 82

Число проводников в пазу uП

8 4,1x3,05

Размеры провода без изоляции b x a, 10-3 м

7 12,2x1

Размер паза bП1 х hП1, 10-3 м

Длина якоря l1, м

Коэффициент полезного действия, ηН 5 0,930

Сопротивление обмотки полюсов при 15°С, rB, Ом

3 230

Частота вращения nH, об/мин

Напряжение UH, В

2 250

Средняя длина витка lв, м

1 1

Номинальная мощность Р2Н, кВт

Вариант

Исходные данные для расчета синхронной машины (Б)

9 630

1000

0,936

0,46

»

6,9x1,25

22

1

2,00

0,165

166

230

750

0,926

0,24

12,2x4

4,1x1,95

142

8

1,27

0,111

162

» » » » »

4,1x2,26 » 4,1x2,83 4,1x3.53 4,1x2,26

122 122 102 82 122

8 4 4 4 8

1,37 1,27 1,37 1,51 1,79

0,124 0,111 0,124 0,143 0,169

118 157,5 160,5 164,5 163

0 8

200

5 9 10 11 12 13

250 200 250 320 400

230 400 400 400 400

750 750 750 750 750

0.932 0,926 0,932 0,937 0,940

0,29 0,24 0.29 0.36 0,46

Продолжение табл. 2 1 14

2 200

3 630

4 750

5 0,915

6 0,29

0 15

250 320

8 5,1x1,00

7

160

32

10 1

11 12 1,67 0,124

13 148,5

750

0,930

0,36

13,0x67

6,9x1.00

32

1

1,73 0,143

145

630

750

0,932

0,46

»

6,9x1,35

26

1

1,93 0,165

155

230

600

0,922

0,24

10,3x5

6,9x1,95

16

10

1,27 0,103

155

» » » » » » » 11,2x5

6,9x2,00 6,9x2,10 6,9x3,05 6,9x2,26 6,9x1,16 6,9x1,45 6,9x1,95 5,1x1,00

14

26

10 10 10 5 10 10 10 1

1,37 1,44 1,64 1,27 1,37 1,44 1,64 1,85

155 155 155 162,5 165 165 163,5 146

10,3x5

6,9x1,00

28

12

1,14 0,119

145

» » » » »

6,9x1,25 6,9x3,05 6,9x1,68 6,9x1,16 6,9x1,45

24 10 16 24 20

12 6 12 6 6

1,24 1,38 1,64 1,14 1,24

145 145 147 145 145

0 17

9

630 0

16

7 11,2x6

2 18 19 20 21 22 23 24 25

200 250 320 160 200 250 320 250

230 230 230 400 400 400 400 630

600 600 600 600 600 600 600 600

0,923 0,930 0,936 0,922 0.923 0,930 0,936 0,916

0,29 0,36 0,46 0,24 0,29 0,36 0,46 0,46

0 26

125

9 230

500

0,900

0,24

14 10 14 24 20 16

0,110 0,134 0,160 0,103 0,116 0,134 0,160 0,160

2 27 28 29 30 31

100 200 250 125 100

230 230 230 400 400

500 500 500 500 500

0,907 0,915 0,920 0,900 0,907

0,29 0,36 0,46 0,24 0,29

0,134 0,155 0,186 0,119 0,134

1

2

3

4

5

32 33 34

200 250 500

400 400 630

500 500 100

0,915 0,920 0,938

0,36 0,46 0,34

» » 15,6x65

6,9x1,95 6,9x1,16 4,4x1,35

16 122

100

0,945

0,42

»

100

0,952

0,52

630

750

0,933

0,34

630

750

0,940

0,42

630

750

0,947

630

600

630

630

242

4,4x1,81

202

1

1,93

0,195

170,5

4,4x2,44

162

1

2,13

0,224

175,0

4,4x1,08

282

1

1,78

0,152

180

»

4,4x1,35

242

1

1,84

0,174

183,5

0,52

»

4,4x1,95

182

1

2,14

0,202

187

0.926

0,34

13,0x63

6,9x1,08

28

1

1,66

0,130

185,5

600

0,933

0,42

»

6,9x1,35

24

1

1,74

0,150

185,5

630

600

0,940

0,52

»

6,9x1,95

18

1

2,03

0,175

156,5

630

500

0,922

0,42

6,9x1,08

28

1

1,74

0,192

145

630

500

0,928

0,52

6,9x1,35

24

1

1,86

0,225

145

0 0 630

400 500

»

0

0 38

15,6x65

0 39

630 0

40

320

13 145 145 176,5

0 37

9

0,155 0,186 0,171

630

800

8

1,38 1,64 1,77

0 36

7

6 6 1

0 35

6

Окончание табл. 2 10 11 12

0 41

400 0

42

500 0

43

320 0

44

400 0

» »

45

125

400

375

0,885

0,20

46 47 48 49 50

160 200 100 125 160

400 400 400 400 400

375 375 300 300 300

0,895 0,905 0,875 0,885 0,895

0,25 0,34 0,20 0,25 0,34

12,2x39, 5 » » » » »

4,4x2,83

82

2

1,05

0,145

210

4,4x1,81 4,4x2,26 4,4x2,26 4,4x2,83 4,4x1,81

122 102 102 82 122

4 4 2 2 4

1,22 1,33 0,97 1,07 1,26

0,166 0,204 0,140 0,162 0,202

210 210 210 210 210

Таблица П2 Данные электродвигателей серии П Типоразмеры

Наименование Мощность РН, кВт Частота вращения, nН об/мин Напряжение UH, B Ток IH, A Коэффициент полезного действия, ηН, % Наружный диаметр якоря D, см Длина якоря, la ,см Полюсное деление τ, см Число аксиальных каналов nK Диаметр аксиального канала dK, см Зубцовое деление по наружному диаметру якоря t1, см Высота паза hП, мм Ширина открытого паза bП, мм Плотность тока Δа, А/мм2 Линейная нагрузка А, А/см Потери в стали, pс , Вт Внутренний диаметр станины dC, см

П71 19 1500 220 101,7 84,7 21

П72 П81 П82 П91 25 32 42 55 1500 1500 1500 1500 220 220 220 220 130,8 166 217 283 86,7 87,0 88,0 89,0 21

П92 75 1500 220 378 90,0

П101 100 1500 220 502 90,7

П102 125 1500 220 619 91,5

П111 160 1500 220 805 91,5

П112 200 1500 220 988 92,2

24,5

24,5

29,4

29,4

32,7

32,7

36,8

36,8

20,5 23,1 21

19,0 25.7 24

24,0 25,7 24

21,5 28.9 27

26,5 28.9 27

12,5 16,5 15

16,5 16,5 15

13,5 19,25 21

17,5 19,25 21

15,0 23,1 21

1,7

1,7

1,7

1,7

2,2

2,2

2,2

2.2

2,4

2,4

2,5

3,18

2,7

2,7

2,14

2,75

34 8,7 6,15 337 760 53,0

34 11,4 5,75 353 944 53,0

34 9,5 6,3 369 1163 57,5

34 9,2 6,25 34! 1605 57,5

34 7.8 6,62 375 1780 63,0

34 9.2 6.45 358 2320 63,0

2,0 27 7,3 8,15 300 329 38,0

2,44 27 8,7 7,8 317 371 38,0

2,65 27 10 7,9 312 474 44,5

2,08 27 7.6 8,1 309 620 44,5

ПРИЛОЖЕНИЕ Таблица П1 Данные асинхронных двигателей серии 4А

1 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13

2 168

191

225

3 3,3 3,4 4,4 4,6 2,5 3,6 4,7 5,1 6,0 5,8 2,3 2,9 2,8

4 100 130 100 130 125 125 100 126 100 130 130 115 160

5 24

6 9,1

7

8 11,3 14,1

16

4,9

7,1

15,8

24 36 54

10,5 6,5 4,3

12,6 8,2 5,7

15,1 14,3 15,6

48

4,5

6,3

17,5

24 36

10,2 6,1

13,4 9,2

16,5 17,8

r1 20° , Ом

hП1, мм

b2, мм

b1, мм

z1

l1, мм

sH, %

DH, мм

Номер варианта

а1

9

1,19/3,81 0,812/2,44 1,90/5,33 1,27/3,98 0,530/1,57 0,995/3,10 2,07/6,03 1,52/4,77 2,73/7,92 1,86/5,67 0,341/1,01 0,572/1,70 0,346/1,04

аВ

m

Вт/м2 °С

ПР, м

10 155

11 22

12

13 2,6 0,20

95

22

1,8

165 100 90

24 24 22

2,6 1,8 1,8

90

19

1,8

170 105

25 25

2,6 1,8

0,22

0,26

Продолжение табл. П1 1 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34

2

272

131

349

3 3,3 3,2 6,1 4,1 2,1 2,1 2,3 3,3 3,2 2,5 2,5 1,9 1,8 2,0 1,9 2,4 2,6 1,0 1,8 1,7 1,6

4 115 160 115 160 110 130 180 145 200 145 200 110 145 145 185 145 170 130 160 170 215

5 54

6 4,8

7 6,6

48

4,8

7,1

36

8,7

11,9

48 54

7,3 6,1

9,9 8,2

48

6,8

9,2

36

9,2

12,9

48

8,2

11,0

72 72 36

5,0 5,0 10,5

7,2 7,2 14,9

48

9,4

12,3

8 9 16,0 0,976/2,95 0,646/1,91 17,6 1,18/3,71 0,917/2,55 20,0 0,298/0,833 0,266/0,685 20,5 0,197/0,637 18,8 0,503/1,65 0,346/1,02 19,1 0,637/1,92 0,428/1,20 24,7 0,151/0,435 0,0869/0,303 24,0 0,161/0,522 0,0989/0,303 26,5 0,249/0,736 26,5 0,318/0,993 28,2 0,0652/0,201 0,0507/0,160 24,5 0,090/0,268 0,0687/0,196

10 92

11 23

12 1,8

82

20

1,8

150

20

3,3

108 98

20 17

2,5 2,5

88

9

2,5

158

22

3,3

122

22

2,5

100 90 165

18 10 24

2,5 2,5 3,3

115

24

2,5

13

0,33

0,36

0,38

Окончание табл. П1 1 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50

2

392

437

3 2,3 2,1 2,3 2,7 1,8 1,4 1,8 1,8 1,4 1,4 1,2 1,3 1,4 1,3 1,6 1,4

4 160 185 160 185 180 200 175 175 200 230 220 260 180 200 180 220

5 72

6 6,2

7 8,4

72

6,2

8,4

36 48 72 72 48

10,5 9,9 7,0 7,0 8,7

15,0 13,0 9,3 9,3 12,7

60

8,5

11,9

8 9 25,7 0,193/0,618 0,129/0,389 25,7 0,239/0,720 0,195/2,606 29,2 0,0424/0,127 27,0 0,0487/0,159 27,6 0,0945/0,319 27,6 0,116/0,336 32,3 0,0233/0,0772 34,0

0,0194/0,0590 0,0278/0,0930

10 100

11 20

12 2,5

92

12

2,5

170 120 105 95 180

25 25 21 13 27

3,3 2,5 2,5 2,5 3,3

122

27

2,5

107

23

2,5

97

14

2,5

0,0247/0,0771

72

7,7

10,0

72

7,7

10,0

28,6 0,0691/0,205 0,0519/0,145 28,6 0,0985/0,265 0,0667/0,215

13

0,49

0,45

3 110 » » 220 » » 440 » 110 » 220 » 110 440 » 110 » 220 » 110 440 » » 110 220 » 110 440 » »

4 750 1000 1500 750 1000 » » 1500 750 1000 750 1000 1000 » 1500 750 1000 750 1000 1500 750 1000 1500 750 750 1000 1500 750 1000 1500

Прототип

КПД, ηН, %

Частота вращения nH , об/мин

Номинальная мощность Р2Н, кВт

2 14 19 32 14 19 11 19 32 19 25 19 25 11 25 42 25 32 25 32 19 22 32 55 32 32 42 25 32 42 75

Напряжение, В

Номер варианта

1 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30

Таблица 3 Исходные данные для расчета машины постоянного тока (В)

5 79,5 82,5 85 80,5 83,5 80,5 83,5 87,5 85 85 83 86 80,5 86 87,5 82,5 84 83,5 85 83,5 83.5 85 87 85 86 87 85,5 86 87 89,5

6 П-81 » » » » П-71 П-81 » П-82 » » » П-71 П-82 » П-91 » » » П-71 П-91 » » П-92 П-92 » П-72 П-92 » »

Продолжение табл. 3 1 З1

32 33 34 35 З6 37 38

2 42 55 42 55 21 42 55 10

3 110 » 220 » 11 440 » »

4 750 1000 750 1000 1450 750 1000 1500

5 85,5 87,5 86 87,5 84 86 87,5 89,5

6 П-101 » » » П-72 П-101 » »

55 55 75 14 55 75 12

110 220 » 110 440 » »

750 750 1000 1000 750 1000 1500

87,5 87,5 88,5 8! 87,5 88,5 90

» » П-72 П-102 » »

75 10

220 »

750 1000

88 89

П-111 »

16 75 95 16

230 440 440 »

1450 750 1000 1500

83 88 89 9.0.

П-71 П-111 П-111 »

85 12

220 »

750 1000

88,5 90

П-112 »

16 85 12

115 440 »

1450 750 1000

82,5 82,5 90

П-71 П-112 »

18

»

1500

91

»

21 19 27

230 115 »

1450 980 1450

85 82.5 85

П-72 П-81 »

0 39 40 41 42 43 44 45

»

5 46 47 0 48 49 50 51 0 52 53 5 54 55 56 5 57 0 58 59 60

61

19

230

980

82,5

»

62 63

27 27

» 460

1450 1450

86 86

» »

1 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94

2 25 35 25 35 25 35 32 50 32 50 32 50 42 42 70 42 65 55 85 55 90 55 90 70 70 110 65 110 90 90 11

3 115 » 230 » 460 » 230 » 230 » 460 » 115 230 » 460 » » » 230 » 460 » 115 230 » 460 » 115 230 220

4 980 1450 980 1450 980 1450 980 1450 980 1450 980 1450 980 980 1450 980 1450 980 1450 980 1450 980 1450 980 980 1450 980 1450 980 980 750

5 85 87 85 87,5 85 87,5 84 87 84 87 84 87 87 87 89 87 89 87,5 89,5 87,5 89.5 87,5 89,5 88,5 88.5 90 88,5 90 89 89 80

6 П-82 » » » » » П-91 » » » » » П-92 » » П-92 » П-101 » » » » » П-102 » » » » П-111 П-111 П-72

95 96

90 145

460 »

980 1450

89 90

П-111 »

97

115

230

980

90

П112

98

190

»

1450

91

»

99

110

460

980

90

»

100

170

»

Н50

91

»

Содержание Предисловие ………………………………………………………………… 1. Содержание дисциплины ………………………………………………. 2. Библиографический список ……………………………………………. 3. Методические указания к изучению дисциплины …………………. 4. Вопросы к теоретическому зачету ……………………………………. 5. Задание на контрольную работу………………………………………. Приложение …………………………………………………………………..

3 4 7 8 16 17 29

Редактор И.Н. Садчикова Сводный темплан 2005 г. Лицензия ЛР № 020308 от 14.02.97 г. Санитарно-эпидемиологическое заключение № 78.01.07.953.П.005641.11.03. от 21.11.03 г.

___________________________________________________________ Подписано в печать 2005. Формат 60х84 1/16 Б.кн.-журн. П.л. Б.л. РТП РИО СЗТУ. Тираж Заказ ___________________________________________________________ Северо-Западный государственный заочный технический университет РИО СЗТУ, член Издательско - полиграфической ассоциации университетов России 191186, Санкт-Петербург, ул. Миллионная, 5