- •Методичні вказівки до проведення практичних занять з дисципліни
- •Метод дослідження.
- •Опис задачі.
- •Ділянка колекторного півника і колектора, 4
- •Формування системи лінійних рівнянь для визначення постійних інтегрування
- •Визначення максимумів температури на ділянках.
- •Визначення середньої температури
- •3. Поняття та обґрунтування кругової діаграми асинхронного двигуна.
- •4. Розрахунок робочих характеристик за круговою діаграмою.
Метод дослідження.
Перегріви окремих ділянок обмоток можуть відрізнятися від середніх величин. Тому для надійної оцінки теплового стану тягового двигуна потрібна перевірка допустимих нагрівів в критичних місцях основних обмоток.
Такими місцями є струмопровідні частини машини. Гірші умови охолоджування мають внутрішні області багатошарових обмоток полюсів, окремі частини якірних стрижнів або стрижнів компенсаційної обмотки. Темою практичного заняття буде визначення максимальних очікуваних температур нагріву стрижнів. У якості стрижня розглянемо секції якірної обмотки.
Теоретичний
матеріал, наданий у посібнику, знайомить
студентів із тепловими схемами заміщення
– аналогом електричних схем, де в якості
струмів виступають теплові потоки,
визначувані втратами потужності у
ділянках (гілках) схеми, в якості напруг
застосовуються перепади температури
на ділянках (сама температура еквівалентна
до електричного потенціалу), також
визначаються теплові опори ділянок
[
].
Теплові опори розрізняють на опори
теплопровідності
,
де
-
коефіцієнт теплопровідності ділянки,
і опори конвективного теплообміну
,
де
- коефіцієнт тепловіддачі з поверхні
(КТО) S,
.
В чистому виді метод теплових схем заміщення застосовують рідко. Але у поєднанні із іншими дослідницькими методами він має звичайне своє застосування. Таким прикладом буде розгляд задачі розподілу температури уздовж стрижня, що описується диференційним рівнянням
тут
– теплопровідність провідника, для
міді,
u, f - відповідно периметр і
площа поперечного перетину провідника
ws
– кількість тепла, відведена з одиниці
зовнішньої поверхні провідника (щільність
теплового потоку), q0
– втрати в одиниці об'єму провідника
тепла при 20ºС,
–
температурний коефіцієнт опору, для
міді
.
В рівнянні третій доданок характеризує внутрішні тепловиділення, а другий – тепловіддачу з ділянки, тому саме ця складова є для кожної з ділянок визначаючою, її представляють у вигляді теплового опору відповідної ділянки.
В режимі теплового балансу тепловий потік, що проходить шляхами теплопровідності, шляхом конвективного теплообміну передається охолоджуючому середовищу. Для i-ї ділянки стрижня це означає
виключаючи
,
одержуємо вираження для результуючого
КТО ділянки або питомого його теплового
опору
,
тут
– товщина ізоляції на ділянці
,
– теплопровідність ізоляції, для класу
нагрівостійкості "F" і "Н",
- коефіцієнт тепловіддачі з поверхні
ділянки, Вт/(м2 град).
Рівняння розподілу температури по довжині стрижня представляється як
q0
- втрати в одиниці
об'єму провідника, де j – щільність
струму на ділянці, а
– питомий опір мідного провідника при
20ºС
Форма
рішення основного рівняння залежить
від знаку
,
при
>0
а при
<0
.
Але в обох випадках постійні інтегрування Сі і Вi визначаються граничними умовами для ділянок, що становлять стрижень, з умови рівності температури кінця попереднього і початку наступної ділянки, а також перших похідних на границі ділянок. Тому для визначення постійних Сi і Вi вирішують систему лінійних рівнянь, порядок якої визначається кількістю ділянок розбиття.
