Конечным результатом вентиляционного или гидравлического расчета систем охлаждения является определение номинального напора вентилятора или нагнетательного устройства, обеспечивающего номинальный расход охлаждающей среды при расчетном суммарном сопротивлении всей схемы охлаждения :

. (7.42)

В [16] приводятся эмпирические зависимости, позволяющие при­ближенно рассчитать параметры нагнетательных элементов и расход , м³/с:

, (7.43)

где при , , а при — — число и длина радиальных вентиляционных каналов (при их отсутствии ); — внешний диаметр машины. Полученное по (7.43) значение должно быть не менее рассчитанного по (7.32). Давление, Па,

. (7.44)

Для двигателей со степенью защиты IP44 и способом охлаждения IC0141 с наружным обдувом центробежным вентилятором необходимое количество воздуха определяют по формуле

, (7.45)

где — превышение температуры воздуха; — коэффициент, учитывающий изменение условий теплоотдачи по длине корпуса. Значение т определяется по следующей таблице:

, мм
56…132	2	2,6
56…132	4; 6; 8	1,8
160…400	2	3,3
160…400	4; 6; 8; 10; 12	2,5

Превышение температуры , определяется по формуле

, (7.46)

где — сумма всех потерь, выделяемых во внутреннем объеме ма­шины при предельной допускаемой температуре; — внутренняя теплопередающая поверхность двигателя; — коэффициент тепло­отдачи внутренней поверхности двигателя.

Расход охлаждающего воздуха (м³/с) двигателей со степенью за­щиты IР44 и способом охлаждения IС0141 можно определить по формуле

. (7.47)

Напор вентилятора, Па,

. (7.48)

Для оценки вентиляции и других двигателей с аксиальной вентиляцией используют зависимости, постро­енные на основе обобщения данных вентиляционных систем выпускаемых электрических машин.

С достаточной точностью сопротивление Z вентиляционной систе­мы машины можно принять по рис. 7.5, а площади сечения входа и выхода каналов вентиляционного тракта машины — по рис. 7.6.

Рис. 7.5. Зависимость среднего значения аэродинамического

сопротивления машины от диаметра якоря:

1 — якоря без аксиальных вентиляционных каналов;

2 — то же, с аксиальными каналами

Рис. 7.6. Зависимость и от диаметра якоря

7.7. РАСЧЕТ ВЕНТИЛЯТОРОВ

Встроенный вентилятор, укрепленный на валу электрической машины, должен создавать напор, достаточный для того, чтобы обеспечить необходимый расход охлаждающей среды в каналах вен­тиляционной системы машины. Вентиляторы проектируются с уче­том особенностей конструктивного исполнения конкретного типа машины [16].

---

Ниже приводится упрощенный метод поверочного расчета встроенного вентилятора, основанный на данных серийных машин общего назначения. В таких машинах используют преимущественно центробежные вентиляторы с радиальными лопатками, рабочее колесо которых изменяет свое направление потока на радиальное.

Внешний диаметр вентиляторного колеса выбирают в соответствии с типом вентиляционной системы и конструкции машины. При аксиаль­ной вентиляции внешний диаметр рабочего колеса (рис. 7.7) выбирают максимально возможным.

Рис. 7.7. Колесо вентилятора

По выбранному внешнему диаметру вентилятора определяют окружную скорость, м/с:

. (7.49)

Максимальное значение КПД вентилятора приблизительно соответствует режиму, когда но­минальное давление вентилятора , где — давление, развиваемое вентилятором в режиме холостого хода, т. е. при закрытых отверстиях по внешнему диаметру, когда рас­ход воздуха равен нулю. Номинальное значение расхода приблизитель­но равно:

,

где — расход вентилятора, м³/с, работающего в режиме коротко­го замыкания (по аналогии с электрической цепью), т. е. в открытом пространстве.

Из условия максимального КПД принимается

. (7.50)

Сечение на выходной кромке вентилятора, м²,

, (7.51)

где 0,42 — номинальный КПД радиального вентилятора.

Ширина колеса вентилятора

, (7.52)

где 0,92 — коэффициент, учитывающий наличие вентиляционных ло­паток на поверхности вентиляционной решетки (поверхности ).

Внутренний диаметр колеса определяют из условия, что вентилятор работает при максимальном значении КПД, т. е. при и . Используя уравнения статического давле­ния, развиваемого вентилятором, Па, найдем давление, развиваемое вентилятором при холостом ходе:

, (7.53)

где = 0,6 для радиальных лопаток; кг/м³ — плотность воздуха.

Зная расход воздуха V, сопротивление вентиляционной системы и определив окружную скорость на внутренней кромке вентилятора [16]:

, (7.54)

найдем внутренний диаметр колеса вентилятора, м:

. (7.55)

Во встроенных вентиляторах отношение лежит в пределах 1,2…1,5.

Число лопаток вентилятора принимают [16]:

. (7.56)

Для уменьшения вентиляционного шума рекомендуется выбирать число лопаток вентилятора таким, чтобы оно равнялось нечетному числу. При вытяжной вентиляции могут быть рекомендованы и числа зависимости от диаметра вентилятора: при мм , при мм , при мм , при мм .

---

Для вентиляторов асинхронных двигателей серии 4А рекомендуется выбирать число лопаток согласно табл. 7.6.

Таблица 7.6. Число лопаток вентилятора

Высота оси вращения, мм	Число лопаток при
50…63	4	4
71…100	10	10
112…132	5	8
160…250		9
280…355	6

Число лопаток вентиляторов машин постоянного тока выбирают ориентировочно:

. (7.57)

Значение округляют до ближайшего простого числа.

После расчета вентилятора необходимо уточнить результаты вентиляционного расчета.

Для определения действительного расхода воздуха и давления и строят совмещенные характеристики вентилятора и вентиляционного тракта машины. Характеристика вентилятора может быть выражена с достаточной точностью уравнением

. (7.58)

Характеристика вентиляционного тракта согласно (7.50)

. (7.59)

На рис. 7.8 представлены графи­ки, построенные по уравнениям (7.58) (кривая 1) и (7.59) (кривая 2). Координата точки пересечения этих характеристик определяется путем решения уравнений

(7.60)

Рис. 7.8. Характеристики вентилятора

Мощность, потребляемая вентилятором, Вт,

, (7.61)

где — энергетический КПД вентилятора, который может быть принят равным примерно

(7.62)

Вентиляционный расчет электрической машины при курсовом проектировании проводится по упрощенной методике. Более подробные расчеты отдельных видов исполнения машин приводятся в гл. 9—11.

---

Смотрите также файлы

• Глава 8 Элементы конструкции и механические расчеты.doc

• ГЛАВА 9 Проектирование асинхронных машин.doc

• Глава 11 Проектирование машин постоянного тока.doc

• Глава 12 Системы автоматизированного проектирования электрических машин.doc

• Обложка.doc