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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,2.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
2、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，用表示，单位为瓦(W)。,图10-2热流密度q与负温度梯度-grad 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
3、。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
4、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=A，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，TcMA。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
5、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,