Расчёт генератора (стр. 6 из 6)
Среднее превышение температуры воздуха внутри двигателя над температурой наружного воздуха (9.399)
Δtв=
°С.Среднее превышение температуры обмотки над температурой наружного воздуха (9.400)
Δt1=Δt'1+Δtв=79,7+10,4=90,1°С.
12.2 Обмотка возбуждения
Условная поверхность охлаждения многослойных катушек из изолированных проводов (11.249)
Sп2=2рℓср.пhк=2∙2∙924∙130=72,1∙104 мм2.
Удельный тепловой поток от потерь в обмотке, отнесенных к поверхности охлаждения обмотки (11.250)
рп=кРп/Sп2=0,9∙4213/72,1∙104=52,6∙10-4 Вт/мм2.
Коэффициент теплоотдачи катушки (§ 11.13)
αТ=(3+0,42∙26,9)∙10-5=14,3∙10-5 Вт/(мм2 ˚С).
Превышение температуры наружной поверхности охлаждения обмотки (11.251)
Δtпл=рп/αТ=52,6∙10-4/(14,3∙10-5)=36,8 ˚С.
Перепад температуры в наружной и внутренней изоляции многослойных катушек из изолированных проводов
Δtип= рп
=52,6∙10-4 
=13,2 ˚С.Среднее превышение температуры обмотки над температурой воздуха внутри машины (11.253)
ΔtB2=Δt'n+Δtип=60 ˚С.
Среднее превышение температуры обмотки над температурой охлаждающего воздуха (11.254)
Δtп=Δt'п+Δtв=60+10,4=70,4˚ С.
12.3 Вентиляционный расчет
Необходимый расход воздуха (5.28)
Vв=
м3/с.Расход воздуха (5.44)
V'в=к1(Dн2/100)2ּ10-2=3,5 (514,2/100)2ּ10-2=0,93 м3/с;
где к1=3,5
– коэффициент, зависящий от частоты вращения.Напор воздуха (5.41)
Н=7,85 (n1/1000)2(Dн2/100)2=7,85 (1000/1000)2(514,2/100)2=208 Па.
13. Масса и динамический момент инерции
13.1 Масса
Масса стали сердечника статора (11.255)
mс1Σ=mз1+mс1=64,8+176=240,8 кг.
Масса стали полюсов (11.256)
mсп=7,8∙10-6ксℓп(bпh'п+ккbнпhнп) 2 р=7,8∙10-6∙0,98∙310 (98,4∙112+0,8∙185∙33)∙6=37,7 кг.
Масса стали сердечника ротора (11.257)
mс2=6,12кс10-6ℓ1[(2,05hс2+D2)2-D2]=6,12∙0,98∙10-6∙300 [(2,05∙42+140) 2-140]=56,7 кг.
Суммарная масса активной стали статора и ротора (11.258)
mсΣ=mсзΣ+mсп+mс2=240,8+37,7+56,7=335,2 кг.
Масса меди обмотки статора (11.259)
mм1=8,9∙10-6m1(a1w1ℓср1S0+adwdℓсрдSэфд)=8,9∙10-6∙3 (3∙32∙1382,4∙4,677+2∙6∙1382,4∙4,677)=18,6 кг.
Масса меди демпферной обмотки (11.260)
mмд=8,9∙10-62 р(N'2Sℓ'ст+b'нпSс+0,6SсСп)=8,9∙10-6∙6 (10∙26,26∙355+185∙52,27+0,6∙52,27∙2)=5,5 кг.
Суммарная масса меди (11.261)
mмΣ= mм1+ mмп + mмд =18,6+92,8+5,5=116,9 кг.
Суммарная масса изоляции (11.262)
mи=(3,8D1.5н1+0,2Dн1ℓ1) 10-4=(3,8∙6601,5+0,2∙660∙300)∙10-4=10,4 кг.
Масса конструкционных материалов (11.264)
mк=АDн1+В=0,32∙660+400=611,2 кг.
Масса машины (11.265)
mмаш=mсΣ+mмΣ+mи+mк=335,2+116,9+10,4+611,2=1073,7 кг.
13.2 Динамический момент инерции ротора
Радиус инерции полюсов с катушками (11.266)
Rп.ср=0,5 [(0,5D21+(0.85÷0.96) (0.5D2+hc2)2]∙106=0.5 [(0.5∙518,22+0.85 (0.5∙140+42)2]∙10-6=0.072 м.
Динамический момент инерции полюсов с катушками (11.267)
Jп=(mсп+mмп+mмd) 4R2п.ср=(37,7+83+5,5) 4∙0,0722=2,6 кг/м2.
Динамический момент инерции сердечника ротора (11.268)
Jс2=0,5mс2∙10-6[(0,5D2+hс2)2 – (0,5D2)2]=0,5∙56,7∙10-6[(0,5∙140+42)2 – (0,5∙140)2]=0,22 кг/м2.
Масса вала (11.269)
mв=15∙10-6ℓ1D22=15∙10-6∙300∙1402=88,2 кг.
Динамический момент инерции вала (11.270)
Jв=0,5mв(0,5D2)210-6=0,5∙88,2 (0,5∙140)2∙10-6=0.22 кг/м2.
Суммарный динамический момент инерции ротора (11.271)
Jи.д=Jn+Jc2+Jв=2,6+0,22+0,22=3,04 кг/м2.
Список литературы
1. Антонов М.В. Технология производства электрических машин. – М.: Энергоатомиздат, 1993. -590 с.
2. Анурьев В.И. Справочник конструктора-машиностроителя. - М.; Машиностроение. 1978
3. Гольдберг О.Д. Проектирование электрических машин – М.: Высшая школа, 2001
4. Копылов И.П. Проектирование электрических машин – М.: Высшая школа, 2002
5. Электротехнический справочник – Под ред. Орлова И.Н. – М.; Энергоатомиздат 1986
6. Проектирование синхронных машин средней мощности: Методические указания к выполнению курсового проекта по дисциплине «Инженерное проектирование и САПР электромагнитных устройств и электромеханических преобразователей» / Уфимск. гос. авиац. техн. ун-т; Сост. Н.Л. Бабикова. - Уфа, 2008. – 38 с.
7. Введение в конструирование электромеханических преобразователей энергии: учеб. пособие / Исмагилов Ф.Р., Афанасьев Ю.В., Стыскин А.В. – М.: Изд-во МАИ, 2006. – 130 с.