電機設(shè)計電機穩(wěn)定溫升的計算

1、7-3 電機穩(wěn)定溫升的計算一、 電機中的溫度分布在電機的溫升計算中，主要是計算繞組和鐵心的溫升。這些部件既是導熱介質(zhì)，其中又有分布熱源，它們的溫度一般來在空間上總是按一定規(guī)律呈曲線分布，出現(xiàn)了最高溫升和平均溫升之分。平均溫升與最高溫升之間是有一定的規(guī)律性聯(lián)系的，因而也可用平均溫升來衡量電機的發(fā)熱情況。（一） 采用對稱徑向通風系統(tǒng)的電機中定子繞組沿軸向的溫度分布由于兩端散熱對繞組的冷卻顯著，溫度低；中間部分冷卻差，溫度高（二） 采用軸向通風系統(tǒng)或混合式通風系統(tǒng)電機中定子繞組沿軸向的溫度分布 鐵心 徑向通風溝 空氣繞組熱量 端部 空氣 繞組鐵心表面 軸向通風道 空氣（三） 表面冷卻的封閉式（交流）

2、電機中定子繞組溫度沿軸向的分布繞組熱量 鐵心 機座 空氣 端部散熱能力差（四） 勵磁繞組中的溫度分布勵磁繞組 銅損耗 熱量 沿著厚度方向傳導表面 散熱 空氣（五） 鐵心疊片組中的溫度分布 二、 用熱路法計算電機的平均溫升1、 假設(shè)：繞組銅和鐵的熱導率為無窮大，即銅和鐵是等溫體，且它們的的等于平均溫度。2、 繞組和鐵心平均溫升的計算 采用熱路法計算 在上面假設(shè)的前提下，外冷式電機中的溫度降將集中在繞組絕緣和有關(guān)散熱表面處作為冷卻介質(zhì)的流體層中。因為絕緣和冷卻介質(zhì)本身都沒有熱源，因此可以用熱路法進行計算。 目的：計算絕緣內(nèi)溫度降、計算散熱表面處冷卻介質(zhì)溫度降，以計算繞組和鐵心的平均溫升。 二源熱路

3、法：定轉(zhuǎn)子積各自組成獨立的二個熱源熱路 以采用空氣冷卻徑向通風系統(tǒng)的交流電機定子為例來說明。1） 熱路：熱阻： 熱源：定子繞組中銅耗產(chǎn)生的熱量； 鐵心損耗所產(chǎn)生的熱量。2） 熱路圖3） 列方程銅的溫升、鐵的溫升節(jié)點a: 流進節(jié)點熱量 = 流出節(jié)點的熱量流入節(jié)點的熱量 = 流出節(jié)點熱量： 節(jié)點b: 流入節(jié)點的熱量 = 流出節(jié)點的熱量：列方程：解方程： 4）熱阻的計算a、 定子繞組銅和鐵心之間的絕緣熱阻b、 繞組端部銅和空氣之間熱阻 繞組端部的散熱面積或?qū)崦娣e不易確切計算，一般認為端部絕緣的導熱面積和端部的表面散熱面積相同，因此上二式中面積都用計算。在通風情況良好時，可取c、 徑向通風道中繞組部分和空氣之間的熱阻的計算 d、 鐵心徑向通風道內(nèi)外圓表面對空氣的表面散熱熱阻計算 三源熱路法在表面冷卻的封閉式感應電機中，定子鐵心、定子繞組銅和轉(zhuǎn)子構(gòu)成了有三個熱源的熱路。三、 用簡化法計算電機的平均溫升 用熱路法計算溫升熱阻散熱系數(shù) 與有關(guān)通風計算但風量分布與散熱系數(shù)都不易精確計算簡化法1、 假設(shè)： 全部鐵心損耗及有效部分銅耗只通過定子（或轉(zhuǎn)子）圓柱形冷卻表面散熱； 電樞繞組銅的有效部分和端接部分之間無熱的交換。2、 簡化熱路圖：3、 計算溫升節(jié)點b： 鐵的溫升： 銅鐵之間溫度差： 銅的溫升