4.4.6温升计算

本章第4.3.10节已叙述了井用充油式电动机的温升计算方法。本节主要阐述干式潜水电动机的温升计算方法。

电动机运行时产生的定转子电阻损耗、铁损耗、杂散损耗及部分机械损耗均通过机壳发散到水中，而大部分机械损耗，包括密封损耗、轴承损耗则通过端盖和轴传到机外水中。由于电动机机壳外部为水冷，定子绕组槽部铜线的电阻损耗可直接通过定子铁心、机壳散发到水中；而电动机内部为空气冷却，绕组端部散热条件比较差，端部铜线的电阻损耗一部分散发到机内空气中，大部分热量则传向槽部，然后通过铁心机壳传到机外水中。这样定子绕组的温度沿轴向分布就形成了两端部高、中间槽部低的情况（图4>33)。转子电阻损耗、铁耗和杂散损耗的热暈一部分通过气隙传给定子、剩余部分通过端环、铁心端面和转轴传给机内空气，然后通过机壳、端盖等传到机外水中.

1. 等效热路图干式潜水电动机的定、转子电阻损耗、铁损耗、机械损耗和杂散损耗，构成了五个以上的热源。其热路图如图4-34a所示。图中，P_Cul、P_cu2为定、转子电阻损耗、Pfe2为定、转子铁损耗，P_sl、Pu为定、转子铁心中的杂散损耗，为机械损耗。/_d、/e2分别为定、转子绕组端部对内部空气的表面散热热阻；ft_CF1、分别为定、转子绕组对铁心的传导热阻；&为定、转子间气隙的热阻；私为定子铁心与机壳间隙中的传导热阻；/?_F为定子铁心端面对内部空气的表面散热热阻；/?_a为内部空气对机壳内表面的散热热阻；&和/?<；分别为机壳和端盖的传导热阻;A和/?〔分别为机壳和端盖外表面的散热热阻。

2. 计算时的假定与简化热路图

以热路法计算干式潜水电动机定子绕组的平均温升。由于其热路图比较复杂，为了简化计算，按照本章第4.3.10节中对充油式潜水电动机定子绕组平均温升计算方法中所作的假定，其中第(1)、（6)两条完全相同，其余四条根据干式潜水电动机自身的散热特点，另作如下假定：定子绕组电阻损耗户^产生的热量全部传给定子铁心齿部，即假定定子绕组端部损耗全部传到槽部而不向机内空气散热。且认为定子槽周边传热均勻，热流密度处处相等。

转子电阻损耗户⑽中，由导条产生的热量（以0.7PCu^f)通过定转子气隙传给定子铁心，由端环产生的热量（以0.3/^^计）全部通过端环和内风叶表面传给机内空气，并经端盖传到机外。而大部分机械损耗直接通过端盖和转轴传到机外，只有30%的机械损耗产生的热量通过机壳传出机外。转子铁耗Pfe2因转子频率％很低，在总铁耗中所占的比例很小，因而忽略不计。杂散损耗^定转子各占一半，且均集中在铁心齿部。由于

硅钢片纵向导热系数很大，而横向热阻却很大，因此假定转子杂散损耗产生的热量全部通过气隙传给定子铁心齿部，而定子铁心的热量并不经端部传给内部空气，而是全部经机壳传到机外水中。

4)定子绕组槽内绝缘由导线漆层、槽绝缘、浸渍漆以及绝缘 间存在的很薄的空气层（当绕组经真空浸漆处理后可以认为不存在 空气层）所组成，由于槽内导线较多，浸溃漆充满了槽内空隙处， 导线漆层、浸渍漆和空气层的等效厚度均以槽计算宽度的四分之一，由上述假定可以得出简化后的等效热路图，示于图4-34b。其 中为定子铁心齿部损耗，为定子铁心轭部损耗，P_Cu21为转子 导条损耗以0.7P_Cu2计，为转子端环损耗以0.3/^^计，₌ 〇.3P_fw为通过机壳传出的机械损耗，P_fw2=0.7/^为通过端盖等传 出的机械损耗。/?cf为定子绕组对铁心齿部的传导热阻（即图4- 34a)中的/^)，为定子铁心齿部的传导热阻，为定子铁心轭部的传导热阻。

3.温升汁算

按照图4-34所示的等效热路图，根据各热阻所通过的热流分别汁算出其温度降，最后对各条热路中热阻上的温度降进行叠加， 即可求得各部分发热体的平均温升。此处以求定子绕组的平均温升为目标，进行温升计算C

本章第4.3.10节中已对充油式潜水电动机定子绕组平均温升计算方法作了阐述，干式潜水电动机温升的计算方法与充油式计算方法基本相似，现主要对两者不同之处加以说明。

(1)定子绕组对定子铁心齿部的温度降A计算时，定子槽周边导热部分长度C、定子槽部计算宽度6、定子槽绝缘的单位热阻、浸渍漆的单位热阻r₂、定子绕组铜导线漆层的单位热阻_ri3和 定子绕组对定子铁心齿部的温度降A的汁算方法以及代表符号均 与充油式电动机相同，可参照充油式潜水电动机的有关计算方法进行。不同部分为：

1)定子绕组通过槽壁散发的总热流量A (W)和热流密度 (W/m²)

总热流量Q\ 尸 Cui热流密度

1.  槽内空气层的单位热阻^ (K，mVW)

r_a=b(l -/J_f)(l-J〇M；(_a

式中A_a——静止薄层空气的导热系数（W/nrK)。

2.  槽内绝缘的总单位热阻q (K*mVW)

n = ^ril+ 厂a+厂i3

(1) 定子铁心齿部温度降计算时，铁心齿部单位热阻~和 齿部温度降A的计算方法及符号与充油式潜水电动机相同，但热 流认的算法有所区别：

定子铁心齿部径向热流认（W)

Qt = 〇.34(P_Cu, + P_ti)-f0.7Pcu2+〇.5P₈ 径向热流密度(W/m²)

Qi 0.34(PQ〇i Pti)+0.7Pcu2+0.5P_s Z\bt\L     Z i bt\L

(2) 定子铁心轭部温度降％计算时，轭部单位热阻q和温 度降h的算法及符号均与充油式潜水电动机的算法相同，但轭部 径向热流仏,的算法不同：

定子铁心轭部径向热流(W)

Qji = ^Cui ⁺〇*7P(^_U2 ^ Pa +0.5Pjj + P_s 轭部径向热流密度_9jl (W/m²)

      Qji PCui +〇-7P_Ctj2 ^ Pi\ +0.5P_]\ -f P₆

^9j，= ir( D_x - h^)L ⁼     niD^h^L

(3)定子铁心与机壳间空气中的温度降〜 _：!

(1)通过该间隙的热流(W)

Qh- PCui +0 7Fcia^ P(e^ Ps

热流密度(W/m²)

Qs _ PCul 〇-7P_Cu2 ^ ^fe ^ ^3 ^qg、DiL 一    xD_xL

(2)间隙的单位热阻& (K>m²/W)

r$= /^/A_a式中h——定子铁心外圆与机壳内圆间的装配间隙，可按铁心中。