2.3.3. Коэффициенты, характеризующие разработанную систему охлаждения

Коэффициент неравномерности нагрева, равный отношению средней и максимальной температур изоляции.

Коэффициент теплового сопротивления:

где - тепловое сопротивление от поверхности охлаждения к охладителю; - тепловое сопротивление от места выделения тепла (обмотки) к охлаждаемой поверхности.

Коэффициент использования поверхности, равный отношению площади охлаждаемой поверхности и площади поверхности активной части машины.

2.3.4.Коэффициенты, характеризующие экономичность охлаждения

Энергетический коэффициент экономичности:

где - потери мощности на охлаждение.

Массовый коэффициент экономичности:

где - масса активных частей машины; - дополнительная масса, связанная с наличием и работой системы охлаждения.

Стоимостной коэффициент экономичности:

где - стоимость активных частей машины; - дополнительная стоимость, связанная с наличием и работой системы охлаждения.

2.4.Характеристика вентиляционной сети

Характеристика вентиляционной сети – это связь между потерями давления (напором) и расходом охладителя . Потери давления складываются из путевых и местных:

где и аэродинамические сопротивления местные и путевые соответственно. Эти сопротивления рассчитываются по формулам:

где и - коэффициенты местных и путевых потерь соответственно; -

плотность хладоагента; - сечение канала; - длина канала; - гидравлический диаметр канала.

При последовательном соединении эквивалентное аэродинамическое сопротивление равно сумме всех последовательно соединенных сопротивлений:

При параллельном соединении эквивалентное аэродинамическое сопротивление определяется по формуле:

Порядок расчета характеристики вентиляционной сети:

на чертеже общего вида машины показать пути прохождения воздушных потоков;

выделить на этих путях участки, соответствующие местным сопротивлениям (повороты, сужения, расширения каналов и т.п.) и путевым сопротивлениям ( достаточно длинные участки с постоянным сечением каналов);

рассчитать сечения и длины этих участков и соответствующие местные и путевые сопротивления;

составить схему замещения вентиляционной сети машины;

рассчитать эквивалентное аэродинамическое сопротивление всей вентиляционной сети.

2.5.Вентиляторы электрических машин

Работу вентилятора характеризуют следующие параметры:

расход воздуха ;

производимое давление ;

потери на вентиляцию;

уровень шума и вибраций.

В электрических машинах применяются вентиляторы следующих типов:

центробежные, характеризующиеся высоким давлением при относительно низком расходе и имеющие КПД около 0,2;

осевые или пропеллерные, характеризующиеся низким давлением при относительно высоком расходе и имеющие КПД около 0,8;

комбинированные.

Центробежные вентиляторы применяются значительно чаще, так как их характеристики больше подходят для вентиляционных сетей электрических машин и они значительно проще в изготовлении.

Типы центробежных вентиляторов:

с радиальными лопатками (применяются в реверсивных машинах);

с лопатками, отогнутыми против направления вращения (применяются в быстроходных нереверсивных машинах для снижения уровня вентиляционного шума);

с лопатками, отогнутыми по направлению вращения (применяются в тихоходных нереверсивных машинах для увеличения расхода воздуха).

Основная характеристика вентилятора – внешняя (зависимость производимого давления от расхода воздуха). Уравнение внешней характеристики вентиляторов с радиальными лопатками имеет вид:

где - напор холостого хода;

- максимальный расход воздуха вентилятора;

- аэродинамический КПД вентилятора;

и - окружные скорости на внутреннем и внешнем диаметрах рабочего колеса вентилятора;

- коэффициент, зависящий от угла наклона лопаток;

- площадь боковой поверхности цилиндра, образованного при вращении вентилятора;

- наружный диаметр вентилятора;

- ширина лопатки вентилятора.

В крупных ЭМ, а также в машинах с принудительной вентиляцией основной задачей вентиляционного расчета является определение конструктивных параметров вентилятора, обеспечивающих необходимый расход воздуха, а также расчет распределения воздуха по отдельным элементам вентиляционной сети.

В асинхронных двигателях малой и средней мощности с самовентиляцией основные параметры вентилятора, определяющие его производительность (наружный диаметр вентилятора, частота вращения) однозначно определены высотой оси вращения, допустимым уровнем шума и числом полюсов машины. Поэтому задача вентиляционного расчета состоит преимущественно в определении расхода воздуха и скорости его движения по вентиляционной сети, т. е. носит поверочный характер.