УДК 621.313.333.001-213.34

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ТОКА СТАТОРА ОБДУВАЕМЫХ ВЗРЫВОЗАЩИЩЕННЫХ АСИНХРОННЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ С ТЕПЛОВОЙ ТРУБОЙ В ВАЛУ В ПОВТОРНО-КРАТКОВРЕМЕННЫХ И ПЕРЕМЕЖАЮЩИХСЯ РЕЖИМАХ

А.Н. Бурковский, Л.Ф. Снопик, В.В. Макеев

     Применение тепловых труб в роторах асинхронных двигателей позволяет существенно снизить нагревы обмоток ротора и, в меньшей степени, статоров. Эффективность тепловых труб в валах закрытых асинхронных двигателей в продолжительных режимах работы достаточно исследована. В режимах S2 - S7 эффективность тепловых труб исследовалась на отдельных типоразмерах взрывозащищённых двигателей [1], что позволило получить общие оценки достигнутого уровня использования активных частей и повышения мощности в габарите; установлено также, что помимо режима S1 тепловые трубы эффективны в режимах S4, S5 и S7 с частыми включениями.
     Для разработки модификаций двигателей и определения допустимого уровня их нагружения в режимах с различными параметрами необходимо иметь простые инженерные методы пересчёта мощности в заданных режимах. Как и у серийных двигателей, для пересчётов применим метод эквивалентных параметров (греющих потерь).
     Условие эквивалентности в тепловом отношении продолжительного и повторно-кратковременного режимов

;

;

;

– эквивалентное количество тепла, отводимого от обмотки статора в продолжительном режиме при номинальном превышении температуры;
,   ,  – потери в обмотках статора, ротора и добавочные в номинальном режиме;
– потери в обмотках статора, ротора и добавочные в номинальном режиме;
, , – коэффициенты влияния потерь в алюминии, железе и добавочных на нагрев обмотки статора;
– эквивалентное количество тепла, отводимого от обмотки статора двигателя во время работы под нагрузкой в повторно-кратковременном режиме;
, – количества тепла, выделившееся во время пуска в обмотках статора и ротора соответственно;
, – коэффициенты влияния потерь в алюминии и железе на нагрев обмотки статора в переходном режиме. Для двигателя с тепловой трубой в роторе их можно принять приближённо такими же, как и для серийного;
, – коэффициенты ухудшения охлаждения обмотки статора серийного двигателя во время переходного режима и паузы;
для двигателя с тепловой трубой
,   (, – превышенная температура обмотки статора двигателя с тепловой трубой и серийного в номинальном режиме S1);
, , - продолжительность пуска, работы под нагрузкой и паузы в цикле.
Превышение температуры обмотки статора в продолжительном режиме
,
где – тепловое сопротивление от обмотки статора к окружающей среде.
Превышение с серийным в двигателе с тепловой трубой в роторе имеется дополнительный путь отведения теплового потока: ротор – тепловая труба с теплопередающими элементами – окружающий воздух. За счёт этого уменьшается количество тепла, передаваемого с ротора на статор. Следовательно, при одном и том же количестве тепла в роторе нагрев обмотки статора двигателя с тепловой трубкой будет меньше, чем у серийного, так как двигателя с тепловой трубой меньше, чем у серийного. Тепловое сопротивление у двигателя с тепловой трубой такое же, как у серийного, так как теплопередача статора не изменяется. Поэтому необходимо определить лишь величину для двигателя с тепловой трубой. Эта величина может быть определена, во-первых, из обработки опытных данных нагрева двигателя с тепловой трубой в режиме S1, если считать известными превышение температуры обмотки статора, потери и все коэффициенты, кроме ; второй способ (приближённый) расчёт по методу тепловых схем с использованием способа наложения. После этого можно применить метод пересчёта тока статора, принятый для серийных двигателей:
повторно-кратковременные режимы

где в режимах S3

(– продолжительность включения, о.е.);

 в режимах S4, S5

перемежающиеся режимы

,  – эквивалентные потери в обмотке статора при работе под нагрузкой и в оставшееся время цикла (холостой ход или реверс).
При расчёте тока статора предложенным способом необходимо знать величины коэффициентов влияния потерь в стали, алюминии и добавочных на нагрев обмотки статора двигателя без тепловой трубы, а также обрабатывать экспериментальные материалы по нагревам обмоток двигателей с тепловой трубой с целью определения коэффициента (или проводить ряд вариантных расчётов).
Предпринята попытка вести расчёт по суммам греющих потерь, т.е. без учёта коэффициентов влияния [2], но с учётом коэффициента . Проведенные расчёты двух двигателей в различных режимах показали, что это допустимо и погрешность практически не увеличивается (см. таблицу). Таким образом, найден простой инженерный способ расчёта тока статора асинхронного двигателя с тепловой трубой в роторе в постоянно-кратковременных и перемежающихся режимах.

Список литературы.
1. Бурковский А.Н., Макеев В.В., Снопик Л.Ф., Доброва Е.В. Исследование эффективности охлаждения взрывозащищённого асинхронного двигателя с помощью центробежной тепловой трубы в режимах S1 – S7. – Электротехн. пром-сть. Сер. Электр. машины, 1981, вып. 9 (127), с. 9.

2. Бурковский А.Н., Снопик Л.Ф. Расчёт полезной мощности взрывозащищённых асинхронных двигателей серий В, ВР в повторно-кратковременных режимах работы. – Электротехн. пром-сть. Сер. Электр. машины, 1978, вып. 3. (85), с. 1.

Реферат | Ссылки | Индивидуальное задание