Рубцов А.Р.
ГЛАВНЫЕ РАЗМЕРЫ И ОХЛАЖДЕНИЕ АСИНХРОННЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ *
Аннотация:
мощность, частота вращения асинхронного двигателя определяются главными размерами и электромагнитными нагрузками. Правильный выбор позволяет спроектировать надежный, экономичный электродвигатель. Чем выше электромагнитные нагрузки тем меньше габариты и вес электродвигателя. Однако чрезмерное повышение электромагнитных нагрузок может привести к перегреву изоляции электродвигателя и к быстрому выходу из строя. Повышение электромагнитных нагрузок может быть обеспечено за счет улучшения системы вентиляции
Ключевые слова:
асинхронный двигатель, главные размеры, охлаждение, вентиляция
УДК 620.9
Рубцов А.Р.
Оренбургский государственный университет
(г. Оренбург, Россия)
ГЛАВНЫЕ РАЗМЕРЫ И ОХЛАЖДЕНИЕ
АСИНХРОННЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ
Аннотация: мощность, частота вращения асинхронного двигателя определяются главными размерами и электромагнитными нагрузками. Правильный выбор позволяет спроектировать надежный, экономичный электродвигатель. Чем выше электромагнитные нагрузки тем меньше габариты и вес электродвигателя. Однако чрезмерное повышение электромагнитных нагрузок может привести к перегреву изоляции электродвигателя и к быстрому выходу из строя. Повышение электромагнитных нагрузок может быть обеспечено за счет улучшения системы вентиляции.
Ключевые слова: асинхронный двигатель, главные размеры, охлаждение, вентиляция.
Под главными размерами асинхронных машин следует понимать внутренний диаметр D и длину l магнитопровода статора. При неизменной синхронной частоте n вращения диаметр D и длина l определяют все остальные размеры: наружный диаметр, размеры вала, подшипникового щита и др.
Главные размеры зависят от мощности асинхронного двигателя (АД), скорости вращения вала и от электромагнитных нагрузок А и Вδ (индукции в воздушном зазоре, линейной токовой нагрузки).
Главные размеры АД, мощность, частота вращения, электромагнитные нагрузки связаны через «машинную постоянную» Арнольда.
, (1)
Величина определяет объем ротора и при заданной скорости от нее зависит объем статора. Значит, величина определяет объем АД на единицу мощности. Данный объем при неизменных А и Вδ обратно пропорционален скорости вращения n, таким образом размеры АД и её вес уменьшаются с возрастанием n. Следовательно размеры АД зависят от А и Вδ, чем больше А и Вδ, тем меньше её размеры.
На основе практики современного электромашиностроения установлены целесообразные значения и соотношения А и Вδ. От А и Вδ зависят как рабочие характеристики, так и степень нагрева АД. Чрезмерные значения А и Вδ приводят недопустимым перегревам АД.
Снижение размеров АД за счет увеличения А и Вδ возможно за счет совершенствования материалов (изоляции обмоток, электротехническая сталь), рациональной геометрии АД, улучшение охлаждения за счет совершенствования системы вентиляции. Более совершенная технология изготовления позволяет повысить использование АД или при сохранении мощности уменьшить её размеры.
Удельная тепловая нагрузка АД за зависит от условий охлаждения. Чем меньше линейная токовая нагрузка А, тем большей может быть плотность тока.
Известно соотношение между стоимостью, потерями мощности, весом, геометрическими размерами и мощностью АД
. (2)
Из этого соотношения следует что потери АД растут пропорционально кубу линейных размеров. Но её поверхность охлаждения возрастает только пропорционально квадрату её размеров. Поэтому при увеличении мощности АД приходится повышать интенсивность охлаждения. При этом относительное значение потерь мощности в активных материалах с ростом мощности уменьшается, а относительное значение механических и вентиляционных потерь при этом практически не изменяется. Поэтому с ростом номинальной мощности АД малой мощности наблюдается резкий рост КПД.
Таким образом мощность двигателя и его характеристики связаны с геометрией АД и его электромагнитными нагрузками. Потери в АД также зависят от геометрии и электромагнитных нагрузок. Они в свою очередь определяют степень нагрева АД. Нагрев АД можно снизить за счет совершенствования системы вентиляции. В источниках [1,2,3,4,5] к расчету систем охлаждения подходят упрощенно, это и понятно так как точный тепловой расчет из-за сложности геометрии АД практически невозможен. Формальный подход в принципе обеспечивает с запасом возможности вентиляции. Но в некоторых случаях все же возможно значительно улучшить вентиляцию АД. Автор статьи видит возможность усовершенствовать систему охлаждения существующих серийных АД за счет изменения геометрии кожуха, вентилятора.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ:
Номер журнала Вестник науки №6 (63) том 4
Ссылка для цитирования:
Рубцов А.Р. ГЛАВНЫЕ РАЗМЕРЫ И ОХЛАЖДЕНИЕ АСИНХРОННЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ // Вестник науки №6 (63) том 4. С. 888 - 891. 2023 г. ISSN 2712-8849 // Электронный ресурс: https://www.вестник-науки.рф/article/9288 (дата обращения: 19.05.2024 г.)
Вестник науки СМИ ЭЛ № ФС 77 - 84401 © 2023. 16+