電機(jī)學(xué)第9章-電機(jī)的發(fā)熱和冷卻課件

1、電機(jī)學(xué)第9章電機(jī)的發(fā)熱和冷卻9.1電機(jī)的溫升和溫升限值9.2電機(jī)內(nèi)熱量的傳導(dǎo)和散出9.3均質(zhì)等溫固體的發(fā)熱和冷卻過(guò)程9.4在短時(shí)工作制和周期工作制下運(yùn)行時(shí)，電機(jī)的發(fā)熱和9.5電機(jī)的冷卻方式9.1電機(jī)的溫升和溫升限值1.常用絕緣材料及其容許工作溫度2.電機(jī)的溫升和溫升限值1.常用絕緣材料及其容許工作溫度表9-1各級(jí)絕緣的最高容許工作溫度電機(jī)中所用的絕緣材料，按其耐熱能力，可分成A、E、B、F、H等五級(jí)。A級(jí)絕緣包括經(jīng)過(guò)浸漬或使用時(shí)浸于油中的棉紗、絲等有機(jī)材料。E級(jí)絕緣包括用聚酯樹酯、環(huán)氧樹酯及三醋酸纖維等制成的絕緣薄膜，高強(qiáng)度漆包線上的聚酯通常也屬于這一級(jí)。B、F和H級(jí)絕緣包括云母、石棉及玻璃纖

2、維等無(wú)機(jī)物，用不同耐熱性能的有機(jī)漆作為黏合劑，所制成的材料或其組合物。表9-1列出了各級(jí)絕緣的最高容許工作溫度。1.常用絕緣材料及其容許工作溫度2.電機(jī)的溫升和溫升限值(1)溫度計(jì)法此法是用溫度計(jì)直接測(cè)定溫度，十分簡(jiǎn)便。(2)電阻法此法利用繞組發(fā)熱時(shí)電阻會(huì)發(fā)生變化的原理，通過(guò)測(cè)量繞組的熱態(tài)電阻值來(lái)確定繞組的溫度。(3)埋置檢溫計(jì)法如欲測(cè)得電機(jī)內(nèi)部最熱點(diǎn)的溫度，可在預(yù)計(jì)發(fā)生最高溫度之處(如雙層繞組的上、下層之間，上層繞組絕緣外部與槽楔之間)埋置多個(gè)檢溫計(jì)，以讀數(shù)最高者作為確定繞組溫度的依據(jù)。2.電機(jī)的溫升和溫升限值9.2電機(jī)內(nèi)熱量的傳導(dǎo)和散出1.物體內(nèi)部熱量的傳導(dǎo)2.物體表面的散熱3.交流電機(jī)定

3、子繞組和鐵心的穩(wěn)態(tài)溫升1.物體內(nèi)部熱量的傳導(dǎo)1.物體內(nèi)部熱量的傳導(dǎo)圖9-1槽內(nèi)繞組銅耗所生熱量的散出2.物體表面的散熱3.交流電機(jī)定子繞組和鐵心的穩(wěn)態(tài)溫升(1)氣隙較大，因而定子和轉(zhuǎn)子之間沒(méi)有熱交換，所以可以單獨(dú)對(duì)定子進(jìn)行分析。(2)設(shè)鐵心內(nèi)部和銅線內(nèi)部均無(wú)溫差，鐵心表面各處的散熱系數(shù)相同，繞組表面各處的散熱系數(shù)也相同，從而銅線和鐵心分別成為兩個(gè)理想的均質(zhì)等溫體。(3)冷卻空氣溫度為a。3.交流電機(jī)定子繞組和鐵心的穩(wěn)態(tài)溫升圖9-3定子繞組和鐵心的散熱示意圖3.交流電機(jī)定子繞組和鐵心的穩(wěn)態(tài)溫升圖9-4把銅線和鐵心作為兩個(gè)均質(zhì)等溫體時(shí)的等效熱路圖3.交流電機(jī)定子繞組和鐵心的穩(wěn)態(tài)溫升3.交流電機(jī)定子

4、繞組和鐵心的穩(wěn)態(tài)溫升9.3均質(zhì)等溫固體的發(fā)熱和冷卻過(guò)程1.均質(zhì)等溫固體的發(fā)熱過(guò)程2.均質(zhì)等溫固體的冷卻過(guò)程1.均質(zhì)等溫固體的發(fā)熱過(guò)程圖9-5均質(zhì)等溫固體1.均質(zhì)等溫固體的發(fā)熱過(guò)程1.均質(zhì)等溫固體的發(fā)熱過(guò)程圖9-6均質(zhì)等溫固體的發(fā)熱曲線1.均質(zhì)等溫固體的發(fā)熱過(guò)程2.均質(zhì)等溫固體的冷卻過(guò)程圖9-7均質(zhì)等溫固體的冷卻曲線2.均質(zhì)等溫固體的冷卻過(guò)程9.4在短時(shí)工作制和周期工作制下運(yùn)行時(shí)，電機(jī)的發(fā)熱和短時(shí)工作制短時(shí)工作制是指，在恒定負(fù)載下電機(jī)按給定的時(shí)間運(yùn)行，在尚未達(dá)到穩(wěn)態(tài)溫升時(shí)，即斷電停機(jī)較長(zhǎng)的時(shí)間，到電機(jī)各部分實(shí)際上已冷卻到周圍介質(zhì)溫度時(shí)，再進(jìn)行下一次起動(dòng)。此時(shí)電機(jī)的發(fā)熱和冷卻曲線如圖9-8所示。短

5、時(shí)工作制的持續(xù)時(shí)間通常采用15min、30min、60min和90min。周期工作制周期工作制是指，電機(jī)長(zhǎng)期運(yùn)行于一系列相同的工作周期，此周期包括一段恒定負(fù)載運(yùn)行時(shí)間，和一段斷電停機(jī)時(shí)間或空載時(shí)間(有時(shí)還包括一段起動(dòng)或制動(dòng)時(shí)間)。負(fù)載時(shí)間與整個(gè)周期之比，稱為負(fù)載持續(xù)率。每個(gè)周期的時(shí)間通常為10 min, 負(fù)載持續(xù)率有15%、25%、40%和60%等四種。9.4在短時(shí)工作制和周期工作制下運(yùn)行時(shí)，電機(jī)的發(fā)熱和圖9-8按短時(shí)工作制運(yùn)行時(shí)電機(jī)的發(fā)熱和冷卻曲線9.4在短時(shí)工作制和周期工作制下運(yùn)行時(shí)，電機(jī)的發(fā)熱和圖9-9按周期工作制運(yùn)行時(shí)電機(jī)的發(fā)熱和冷卻曲線9.5電機(jī)的冷卻方式1.表面冷卻2.內(nèi)部冷卻表面冷卻按其結(jié)構(gòu)可分為自冷式、自扇冷式和他扇冷式三種。自冷式電機(jī)不裝設(shè)任何專門的冷卻裝置，僅靠部分表面的輻射和自然對(duì)流，把電機(jī)內(nèi)部產(chǎn)生的熱流帶走，故散熱能力很低，只適用于幾百瓦以下的小型電機(jī)。自扇冷式電機(jī)的轉(zhuǎn)子上裝有風(fēng)扇，如圖9-10所示。電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，利用風(fēng)扇所產(chǎn)生的風(fēng)壓強(qiáng)迫空氣流動(dòng)、吹拂散熱表面，從而加強(qiáng)了電機(jī)的散熱能力。他扇冷式的風(fēng)扇不由電機(jī)自身驅(qū)動(dòng)，而是由另外的動(dòng)力裝置獨(dú)立驅(qū)動(dòng)。1.表面冷卻1.表面冷卻圖9-10自扇冷式電機(jī)采用空心導(dǎo)體，把冷卻介質(zhì)通入導(dǎo)體內(nèi)部直接帶走熱量的冷卻方式，稱為內(nèi)部冷卻。圖9-11為水內(nèi)冷的定子線棒剖面圖。內(nèi)部冷卻的另一種方式是蒸發(fā)冷卻。蒸發(fā)冷卻是用絕緣性