第七章发热计算.ppt

热源：定子绕组中铜耗产生的热量； 铁心损耗所产生的热量。 2） 热路图 3）列方程→铜的温升、铁的温升 节点a: 流进节点热量 = 流出节点的热量 流入节点的热量 = 流出节点热量： 节点b: 流入节点的热量 = 流出节点的热量： 列方程： 解方程： 4）热阻的计算 a、定子绕组铜和铁心之间的绝缘热阻 b、绕组端部铜和空气之间热阻 绕组端部的散热面积或导热面积不易确切计算，一般认为端部绝缘的导热面积和端部的表面散热面积相同，因此上二式中面积都用 计算。在通风情况良好时，可取 c、径向通风道中绕组部分和空气之间的热阻的计算 d、铁心径向通风道内外圆表面对空气的表面散热热阻计算 ④三源热路法 在表面冷却的封闭式感应电机中，定子铁心、定子绕组铜和转子构成了有三个热源的热路。 * * 第七章 发热计算 §7-1 电机允许的温升限度 一、概述 1、温升：电机运行时要产生损耗，这些损耗都转变为热能，使电机各部分的温度升高。电机某部件的温度与周围介质温度之差叫该部件的温升。 2、温升随时间如何变化？ 对均质物体发热，其温升随时间的变化是指数曲线关系。 ：起始时物体的温度与周围介质相同 ，物体产生的全部损耗都将用以提高物体的温度，因此起始时温度上升很快。 ：物体达到最终稳定温升 ，热量全部散发到 周围介质中去 3、 温升限制：温升受到电机材料限制不能超过一定数值，必须设法降低温升，减少损耗，提高电机散热能力。 4、 温升计算目的：核算电机中几个发热部件在额定运行时温升是否超过允许的极限值。 二、 我国电机温升限度 1、 温升限度：电机在额定状态下长期运行而其温度达到稳定时，电机各部件温升的允许极限 称为温升限度。温升限度在国家标准“电机基本技术要求”中已作出规定如表7-1示。 2、温升限度取决于： （一）电机绕组绝缘结构所采用的材料 耐热一般分级：A E B F H 极限温度： 105 120 130 155 180 （二） 绝缘结构在规定的极限温度下工作，能够获得经济的使用寿命。 （三） 冷却介质的温度温度随所用的冷却系统和冷却介质不同而有所不同。 我国规定40℃作为冷却介质的温度，表7-1的温升限值就是按此规定的。 （四）测量温度的方法不同会造成测得的温度与被测部件中最热点温度之间的差别也不同；而被测部件中最热点的温度才是判断电机是否能长期安全运行的关键。 如E级绝缘定子绕组，电阻法测量温升限度为75℃ 120℃ - 40℃（冷却介质） -5℃（平均温度与最高温度差值） = 75℃ ∴平均温度和最高温度差值：A、E： 5℃ B： 10℃ H： 15℃ （五）海拔温升限度是对海拔不超过1000米，最高环境温度为40℃地区规定的。 如高于1000米小于4000米，海拔增加100米，温升为表7-1中规定的温升减去它的1%（海拔高空气稀薄，散热条件差） （六）其它因素对电机温升的影响 ①提高电机绕组的温度一般意味着电机损耗的增大和效率的下降，受经济限制。 ②绕组温度的提高，可能引起轴承润滑系统工作的困难。 ③绕组温度提高，会引起换向的困难。 ④绕组温度的提高，引起某些相关零部件材料中的热应力的增大。 ⑤其他因素，如对绝缘的介电性能、导体金属材料的机械强度等，都会带来不利影响。 小结： （1） 温升 （2） 温升的变化 （3） 温升计算目的 （4） 温升的限度：什么叫温升限度 温升限度取决于什么 §7-2 传热的基本定律 一、 概述 热量——由发热体内部借传导作用传到发热体表面——从发热体表面通过幅射和借助于空气和其它冷却介质的对流散发到周围介质。 从讨论热传导方式（传导、对流、幅射）的基本规律，对发热体某些近似的温升计算方法。 二、热传导定律 1、等温面：热传导只发生在空间中温度有高低差异的温度场中，把具有相同温度的点联接起来便得到等温面（线）。 2、热流密度：单位时间内通过单位等温面的热量 3、热传导定律：热流强度与各点在等温面的法线方向上的间空间 温度变化率或即各点的温度梯度成正比。 “—”表示温度梯度的正方向为温度上升的方向，而热量的传播方向总是从高温到低温的为温度下降的方向。 当热流只有一个方向，并把其取为x轴时 4、热阻 ① 两边积分： 假定为如图