电机学课件 第10章1

BJ8.TIF第10章10.1电机的温升和温升限值10.2电机内热量的传导和散出10.3绕组和铁心的稳态温升10.4在不同的工作制下运行时电机的发热和冷却10.5电机的冷却方式10.1电机的温升和温升限值1.电机中常用的绝缘材料及其容许工作温度2.电机的温升和温升限值1.电机中常用的绝缘材料及其容许工作温度表10-1各级绝缘的最高容许工作温度绝缘材料等级A级E级B级F级H级容许工作温度/℃1051201301551802.电机的温升和温升限值(1)温度计法这种方法是用温度计直接测定温度，最为简便，但是它仅能测得部件的，而无法测出内部最热点的温度。(2)电阻法这种方法是利用绕组发热时电阻的变化来确定其温度。(3)埋置检温计法较大的电机在装配时，常在预计有最高温度的地方(如槽内上、下层之间，或线圈绝缘层外部和槽楔之间)埋置多个检温计。10.2电机内热量的传导和散出1.物体内部热量的传导2.物体表面的散热图10-1槽内绕组铜耗所生热量的散出1.物体内部热量的传导不同温度的物体之间热量的传递称为热·传·导·。单位时间从物体发出或通过的热量称为热·流·，用Φ表示，单位为瓦(W)。图10-2热流密度q与负温度梯度-gradθ成正比2.物体表面的散热物体表面的散热主要有两个途径：辐射和对流。10.3绕组和铁心的稳态温升1.稳态热平衡方程和等效热路2.铜线和铁心的稳态平均温升1.稳态热平衡方程和等效热路工程上常用热·路·法·来计算绕组和铁心的稳态温升。类似于电路，热路由热源和热阻构成。根据热流的流向，通常把铜耗和铁耗发出的热流分成几路，每路从热源开始，经过相关的导热热阻和散热热阻，最后到达冷却介质。据此即可列出热源的节点热流方程和各路的热平衡方程，并画出相应的等效热路图。求解上述联立方程，即可得到绕组和铁心的稳态温升。图10-3定子绕组和铁心的散热示意图图10-4铜线和铁心作为两个均质等温体时的等效热路图2.铜线和铁心的稳态平均温升10.4在不同的工作制下运行时电机的发热和冷却1.在连续工作制下运行时电机的发热和冷却2.在短时工作制和周期工作制下运行时电机的发热和冷却1.在连续工作制下运行时电机的发热和冷却结论：(1)均·质·等·温·固·体·的·发·热·和·冷·却·曲·线·都·是·指·数·曲·线·。。(2)由于物体的稳态温升Δθ∞=ΦαA，所以物体·内·部·产·生·的·热·流·越·大·，稳·态·温·升·就·越·高·；表面的散热·能·力·越·强·，稳·态·温·升·就·越·低·。(3)发·热·和·冷·却·的·速·度·，取·决·于·发·热·和·冷·却·时·的·时·间·常·数·T，T＝cMαA。物·体·的·热·容·量·越·大·，时·间·常·数·就·越·大·；散·热·能·力·越·好·，时·间·常·数·就·越·小·。(4)无·论·是·发·热·还·是·冷·却·，在·最·初·阶·段·，物·体·的·温·升·总·是·上·升·或·下·降·得·较·快·，因·此·测·温·要·快·，测·温·的·时·间·间·隔·要·短·，随后时间间隔可逐步放长。图10-5均质等温固体的发热曲线图10-6均质等温固体的冷却曲线2.在短时工作制和周期工作制下运行时电机的发热和冷却图10-7按短时工作制运行时电机的发热和冷却曲线图10-8按周期工作制运行时电机的发热和冷却曲线10.5电机的冷却方式1.表面冷却2.内部冷却1.表面冷却图10-9径向通风式电机表面冷却时，冷却介质仅通过绕组的绝缘表面、铁心和机壳的表面，间接地将热量带走，所以它也称为间接冷却。表面冷却的冷却效果较差，但冷却系统的结构较简单，故被各种电机广泛采用。冷却介质通常为空气。表面冷却系统按其结构可分为自冷式、自扇冷式和他扇冷式三种。图10-10轴向通风式电机图10-11外部自扇冷式电机2.内部冷却图10-12水内冷的定子线棒采用空心导体(见图10-12)，把冷却介质通入导体内部以直接带走热量的冷却方式，称为内部冷却。图10-13定子绕组水内冷的汽轮发电机定子