Допустимые превышения температур — КиберПедия 

Археология об основании Рима: Новые раскопки проясняют и такой острый дискуссионный вопрос, как дата самого возникновения Рима...

История развития пистолетов-пулеметов: Предпосылкой для возникновения пистолетов-пулеметов послужила давняя тенденция тяготения винтовок...

Допустимые превышения температур

2018-01-29 340
Допустимые превышения температур 0.00 из 5.00 0 оценок
Заказать работу

При работе электрической машины часть ее энергии превращается в тепло. Это тепло выделяется в обмотках в виде электрических потерь и в виде потерь на перемагничивание стали. Кроме этого, нагреваются от трения подшипники и коллектор. Нагрев электрической машины вызывает старение изоляции, а вызванное нагревание обмоток и неодинаковые коэффициенты линейного расширения у различных частей тягового двигателя могут привести к разрыву изоляции, а значит и к преждевременному выходу машины из строя.

В связи с этим вполне естественно предположить, что на интенсивности старения изоляции будут сказываться следующие факторы:

1) значение и время действия рабочих температур;

2) пределы и частота изменения температур;

3) влажность;

4) электрическое напряжение;

5) воздействие химических элементов;

6) вибрационные нагрузки.

В настоящем подразделе будут рассматриваться первые два пункта из перечисленных.

В зависимости от нагревостойкости компонентов, входящих в состав изоляции ее подразделяют на 5 классов А, В, Е, F, Н. В тяговом электромагнитостроении используют три класса В, F, Н.

Предельные температуры нагревания для этих классов изоляции мы указывали в одном из первых разделов. Хотелось бы заметить, что расчетный срок службы изоляции класса В составляет 4…5 лет, а изоляции класса Н – 8…10 лет.

Допустимые превышения температур нормируются для каждой части тягового двигателя (обмотки якоря, обмотки полюсов, коллектора).

 

Таблица 7.1

Допустимые превышения температур

Класс нагревостойкости Допустимая температура нагрева, °С
Обмотка якоря Обмотка полюсов Коллектор
В      
F      
Н      

 

Различаются изоляционные материалы для разных классов. Для класса В – это материалы на основе слюды, асбеста и стекловолокна. Класс F– то же самое, но пропитывается синтетическими связующими и эпоксидными смолами. Класс Н – то же самое, но пропитываются кремнийорганическим составом.

 

7.2. Классическая теория нагревания
однородного твердого тела

Согласно этой теории части машины рассматриваются как однородные тела, выделяющие тепловую энергию. Часть этой энергии вызывает нагревание тела, а часть рассеивается в окружающую среду.

Для лучшего понимания процессов сделаем небольшой экскурс в теплотехнику и определим ряд ее аспектов и терминов. Итак, общая теплоемкость тела–количество тепла, необходимое для его нагревания на 1 °С. Общая теплоемкость зависит от массы тела m и удельной теплоемкости С

 

С = сm.

 

Общая теплоотдача тела В – количество тепловой энергии, отдаваемой за единицу времени со всей поверхности в окружающую среду при разности температур в 1 °С

 

,

 

где – коэффициент теплоотдачи Вт/см2; S – площадь поверхности тела.

Коэффициент теплоотдачи – количество тепловой энергии, отдаваемой лучеиспусканием и конвенцией за единицу времени с единицы поверхности тела при разности температур в 1 °С.

Представим, что в начале испытания температура тела равна температуре окружающей среды, тогда за начальную единицу времени выделится тепловая энергия . За какое-то время dt выделится энергия . Причем она будет делиться на две составляющие:

Часть её пойдет на нагревание тела , а другая на рассеивание в окружающую среду.

Если за время dt температура тела повысилась на , то на это затрачена тепловая энергия

.

 

Так как тепловая энергия частью поглощается телом, а частью рассеивается, то можно записать уравнение теплового баланса

 

.

 

Хотелось бы сразу пояснить два момента.

Во-первых, если в начале нагревания температура тела равна температуре окружающей среды т. е. , то

 

.

 

Вся выделившаяся энергия будет затрачиваться на нагревание тела. И наоборот, если величина постоянная, то через некоторое время тело настолько нагреется, что вся выделившаяся энергия будет рассеиваться в окружающую среду, то есть , тогда d и

 

.

 

Отсюда, установившееся превышение температуры тела

 

.

 

Учитывая, что выделившийся в теле тепловой поток

 

,

запишем

.

Разделив правую и левую часть на В и обозначив , получим

,

 

где Т – постоянная времени нагревания, т. е. это время, за которое превышение температуры рассматриваемого тела над температурой окружающей среды достигнет при отсутствии теплоотдачи в окружающую среду.

Разделив переменные, получим

 

,

интегрируя, получим

,

 

где N – постоянная интегрирования.

При t = 0

,

тогда

или

.

 

Определим из полученного выражения, превышение температуры тела над температурой окружающей среды в функции времени

 

 

;

 

;

 

. (4)

 

Если начальное превышение температуры тела , тогда

 

.

 

Исходя из этого кривые нагревания и охлаждения однородного тела будут иметь вид, показанный на рис. 7.1.

Рис. 7.1. Кривые нагревания и охлаждения однородного тела: 1, 2 – кривые намагничивания; 3 – кривая охлаждения

Учитывая что можно сказать, что, если тепловыделение прекратилось, т. е. , то уравнение приобретает вид

 

.

 

Этому уравнению соответствует на рис. 7.1 кривая (3) охлаждения тела. Это наиболее общее уравнение, характеризующее нагревание тела. Теперь рассмотрим процесс нагревания, для примера, одной из обмоток. Остальные обмотки рассчитывают аналогично.

 


Поделиться с друзьями:

Поперечные профили набережных и береговой полосы: На городских территориях берегоукрепление проектируют с учетом технических и экономических требований, но особое значение придают эстетическим...

Индивидуальные очистные сооружения: К классу индивидуальных очистных сооружений относят сооружения, пропускная способность которых...

Особенности сооружения опор в сложных условиях: Сооружение ВЛ в районах с суровыми климатическими и тяжелыми геологическими условиями...

Архитектура электронного правительства: Единая архитектура – это методологический подход при создании системы управления государства, который строится...



© cyberpedia.su 2017-2024 - Не является автором материалов. Исключительное право сохранено за автором текста.
Если вы не хотите, чтобы данный материал был у нас на сайте, перейдите по ссылке: Нарушение авторских прав. Мы поможем в написании вашей работы!

0.018 с.