电机设计--电机稳定温升的计算

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1、§7-3电机稳定温升的计算一、电机中的温度分布在电机的温升计算中，主要是计算绕组和铁心的温升。这些部件既是导热介质，其中又有分布热源，它们的温度一般来在空间上总是按一定规律呈曲线分布，出现了最高温升和平均温升之分。平均温升与最高温升之间是有一定的规律性联系的，因而也可用平均温升来衡量电机的发热情况。（一）采用对称径向通风系统的电机中定子绕组沿轴向的温度分布由于两端散热对绕组的冷却显著，温度低；中间部分冷却差，温度高（二）采用轴向通风系统或混合式通风系统电机中定子绕组沿轴向的温度分布铁心→径向通风沟→空气

2、绕组热量→端部→空气绕组铁心表面→轴向通风道→空气（三）表面冷却的封闭式（交流）电机中定子绕组温度沿轴向的分布绕组热量→铁心→机座→空气端部散热能力差（四）励磁绕组中的温度分布励磁绕组→铜损耗→热量→沿着厚度方向传导表面→散热→空气（一）铁心叠片组中的温度分布二、用热路法计算电机的平均温升1、假设：绕组铜和铁的热导率为无穷大，即铜和铁是等温体，且它们的的等于平均温度。2、绕组和铁心平均温升的计算①采用热路法计算在上面假设的前提下，外冷式电机中的温度降将集中在绕组绝缘和有关散热表面处作为冷却介质的流体层中

3、。因为绝缘和冷却介质本身都没有热源，因此可以用热路法进行计算。②目的：计算绝缘内温度降、计算散热表面处冷却介质温度降，以计算绕组和铁心的平均温升。③二源热路法：定转子积各自组成独立的二个热源热路以采用空气冷却径向通风系统的交流电机定子为例来说明。1）热路：热阻：热源：定子绕组中铜耗产生的热量；铁心损耗所产生的热量。1）热路图2）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

4、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。一、用简化法计算电机的平均温升用热路法计算温升→热阻→散热系数→与有关→通风计算但风量分布与散热系数都不易精确计算→简化法1、假设

5、：①全部铁心损耗及有效部分铜耗只通过定子（或转子）圆柱形冷却表面散热；②电枢绕组铜的有效部分和端接部分之间无热的交换。2、简化热路图：3、计算温升节点b：铁的温升：铜铁之间温度差：铜的温升：绕组端部的温升：整个铜的平均温升：、分别为电机的有效部分，端部的长度。温升决定于哪些因素：电枢表面单位表面的铜耗