Моделирование нагрева асинхронного двигателя

lam_okr=0.2;%Коэффициент теплопроводности окраски обмотки в лобовой части

lam_p_iz=0.41;% Коэффициент теплопроводности пазовой изоляции

gamma_m=8.89*(10^3);%Плотность меди обмотки статора

gamma_st=7.65*(10^3);%Плотность стали пакета статора

c_m=386;%Удельная теплоемкость меди обмотки статора

c_st=500;%Удельная теплоемкость стали пакета статора

r_m=(1/57)*(10^(-6));%Удель

ное сопротивление меди обмотки статора

r_al=(1/22)*(10^(-6));%Удельное сопротивление алюминия клетки ротора

%–2. Промежуточные вычисления–%

%Окружная скорость ротора

u=(pi*n1*D_rot)/60;

% Окружная скорость вентилятора

u_vent=(pi*n1*D_v)/60;

%Эффективная (по меди) ширина паза

b_p_ef=((b1+b2)/2) – 2*d_ip;

%Эффективная (по меди) высота паза

h_p_ef=h_p-2*d_ip-h_sh – ((b2-b_sh)/2);

%Средняя ширина паза

b_p=(b1+b2)/2;

%Внутренний диаметр лобовой части

D_l_vt=D+h_sh+d_ip+(b2-b_sh)/2;

%Внешний диаметр лобовой части

D_l_vsh=D_l_vt+1.4*h_p_ef;

%Диаметр окружности касательной к дну пазов

D_dp=D+2*h_p;

%Эквивалентный коэффициент теплопроводности обмотки

lam_ekv=exp (-4*k_zp)*(4.65*(k_zp^1.5) – 0.7053)*(1+0.81*(d_i^2)-…

0.32*d_i*(1–9.2*k_p+5.2*(k_p^2)))*…

(1+(0.0428*k_zp0.0253)*T_sr)*((lam_p/0.162)^0.33)*((lam_i/0.143)^0.25);

%Эквивалентный коэффициент теплопроводности воздушных прослоек в пазу

lam_v_ekv=2*lam_v*lam_p*(lam_p*k_p+lam_v*(1 – k_p))/(lam_v*lam_p+…

(lam_p*k_p+lam_v*(1-k_p))*(lam_v*k_p+lam_p*(1-k_p)));

%Термическое сопротивление зубца

R_z=h_z/(3*lam_s*b_z*l_p*Z1*kc);

%Площадь меди в пазу статора

F_m=(3*a*w_1*pi*(d_i^2)/(2*Z1))*10^(-6);

%Площадь алюминия в пазу ротора

F_a=(pi/8)*((b1_rot^2)+(b2_rot^2))+(h_p_rot/2)*(b1_rot+b2_rot);

%Выбор толщины воздушных прослоек

if 50<=h<=132

d_vp=0.05*(10^(-3));

elseif 160<=h<=250

d_vp=0.1*(10^(-3));

else

d_vp=0.15*(10^(-3));

end

%–3. Расчет тепловых сопротивлений–%

%–3.1 Сопротивление аксиальное меди статора–%

R_a=(l_p+l_lob)/(12*lam_m*F_m*Z1);

disp ('Сопротивление аксиальное меди статора'); disp (R_a);

%–3.2 Сопротивление между внутренним воздухом и корпусом–%

%Площадь внутренней поверхности свесов станины

F_st_pr=(Da*pi*l_svp)/2;

F_st_v=(Da*pi*l_svv)/2;

%Площадь поверхности подшипникового щита

F_sch=(Da^2)*pi/4;

%Коэффициент теплопередачи внутренней поверхности свесов станины

RE_s=(u*Da)/(2*v);

if h<160

NU_s=43.78*(RE_s^0.17)*((Da-D_l_vsh)/D)^0.25;

else

if d_dsh==0

NU_s=11.64*(RE_s^0.395);

else

NU_s=3*(RE_s^0.495)/ln (1.3*D/(Da-D));

end

end

a_s=NU_s*lam_v/Da;

%Сопротивление между внутренним воздухом и открытыми частями станины

R_st_pr=1/(F_st_pr*a_s);

R_st_v=1/(F_st_v*a_s);

%Коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности подшипникового щита

RE_sch=u*(Da+D)/(4*v);

if h<160

NU_sch=8.34*(RE_sch^0.26)*((Da-D)/D)^(-0.5);

else

if d_dsh==0

NU_shs=5.12*(RE_sch^0.48)*(2*Da/(Da+D))^(-0.52);

else

NU_sch=1.01*(RE_sch^0.63)*ln (D/(5.25*d_dsh))*(2*Da/(Da+D))^(-0.52);

end

end

a_sch=(2*NU_sch*lam_v)/(Da+D);

%Сопротивление между внутренним воздухом и подшипниковым щитом

R_sch=1/(F_sch*a_sch);

%Сопротивление между внутренним воздухом и корпусом

R_vk=1/((1/R_st_pr)+(1/R_st_v)+(2/R_sch));

disp ('Сопротивление между внутренним воздухом и корпусом'); disp (R_vk);

%–3.3 Сопротивление между внешним воздухом и корпусом–%

%Расходная скорость на входе в каналы

w_vh=0.45*u_vent;

%Эффективная скорость

w_ef=sqrt((w_vh^2)+0.25*(u_vent^2));

%Шаг ребер

t_r=2*Dc*pi/(2*Z_rs);

%Гидравлический диаметр межреберного канала

d_g=4*h_rs*t_r/(2*h_rs+t_r);

%Коэффициент теплопроводности на входе в канал

RE_ef=w_ef*d_g/v;

NU_vh=0.627*(RE_ef^0.52);

a_vh=NU_vh*lam_v/d_g;

%Коэффициент уменьшения КТО

gamma=0.055*(1-tanh (0.062*((Dc/d_g) – 12.5)));

%Коэффициент теплоотдачи станины над пакетом

a_sp=a_vh*d_g*(1-exp (-gamma*l_p/d_g))/(gamma*l_p);

%Коэффициент теплоотдачи свисающей части станины со стороны привода

a_spr=a_vh*d_g*(1-exp (-gamma*l_svp/d_g))/(gamma*l_svp);

%Коэффициент теплоотдачи свисающей части станины со стороны вентилятора

a_sv=a_vh*d_g*(1-exp (-gamma*l_svv/d_g))/(gamma*l_svv);

%Коэффициент качества ребер станины

mh=h_rs*sqrt (2*a_sp/(d_rs*lam_st));

KPD_r=tanh(mh)/mh;

%Сопротивление между станиной над пакетом и внешним воздухом

R7=1/(a_sp*l_p*(pi*Dc-Z_rs*d_rs+2*h_rs*Z_rs*KPD_r));

%Сопротивление между свисающей частью станины со стороны привода и внешним воздухом

R6=1/(a_spr*l_svp*(pi*Dc-Z_rs*d_rs+2*h_rs*Z_rs*KPD_r));

%Сопротивление между свисающей частью станины со стороны вентилятора и внешним воздухом

R8=1/(a_sv*l_svv*(pi*Dc-Z_rs*d_rs+2*h_rs*Z_rs*KPD_r));

%Коэффициент теплоотдачи внешней поверхности подшипникового щита со стороны привода

a_sch_pr=20+1.6*(u_vent^0.7);

%Коэффициент теплоотдачи внешней поверхности подшипникового щита со стороны вентилятора

if h<160

a_sch_v=20+8.2*(u_vent^0.8);

else

a_sch_v=20+9.4*(u_vent^0.6);

end;

%Площадь поверхности подшипникового щита

F_sch=(Da^2)*pi/4;

%Сопротивление подшипникового щита со стороны привода

R26=1/(a_sch_pr*F_sch);

%Сопротивление подшипникового щита со стороны вентилятора

R11=1/(a_sch_v*F_sch);

%Сопротивление между внешним воздухом и корпусом

R_k=1/((1/R6)+(1/R7)+(1/R8)+(1/R11)+(1/R26));

disp ('Сопротивление между внешним воздухом и корпусом'); disp (R_k);

%–3.4 Сопротивление между медью статора и внутренним воздухом–%

%Продуваемая длина лобовой части обмотки с одной стороны

l_lobp=l_lobv-1.4*b_p;

%Коэффициенты теплоотдачи лобовых частей обмоток статора

RE_vsh=u*D_l_vsh/(2*v);

RE_vt=u*D_l_vt/(2*v);

NU_vsh=0.103*(RE_vsh^0.67);

NU_vt=0.456*(RE_vt^0.6);

a_l_vsh=NU_vsh*lam_v/D_l_vsh;

a_l_vt=NU_vt*lam_v/D_l_vt;

%Сопротивление внешней продуваемой лобовой части обмотки

R1_l_vsh=(0.104*b_p*h_p_ef/(lam_ekv*l_lobp*Z1*((b_p^2)+0.25*…

(h_p_ef^2))))+(0.75*((d_okr/lam_okr)+(1/a_l_vsh))/(l_lobp*Z1*(b_p+…

0.5*h_p_ef)));

%Сопротивление внешней непродуваемой лобовой части обмотки

R2_l_vsh=((h_p_ef/(3*lam_ekv))+(d_okr/lam_okr)+(1/a_l_vsh))/…

(pi*D_l_vsh*(l_lobv-l_lobp));

%Сопротивление внутренней продуваемой лобовой части обмотки

R1_l_vt=(0.104*b_p*h_p_ef/(lam_ekv*l_lobp*Z1*((b_p^2)+0.25*…

(h_p_ef^2))))+(0.75*((d_okr/lam_okr)+(1/a_l_vt))/(l_lobp*Z1*(b_p+…

0.5*h_p_ef)));

%Сопротивление внутренней непродуваемой лобовой части обмотки

R2_l_vt=((h_p_ef/(3*lam_ekv))+(d_okr/lam_okr)+(1/a_l_vt))/…

(pi*D_l_vt*(l_lobv-l_lobp));

%Сопротивление между медью и внутренним воздухом

R_m_v=1/((1/R1_l_vsh)+(1/R2_l_vsh)+(1/R1_l_vt)+(1/R2_l_vt));

disp ('Сопротивление между медью статора и внутренним

воздухом'); disp (R_m_v);

%–3.5 Сопротивление между медью и сердечником статора–%

 Скачать реферат