在電機(jī)內(nèi)部產(chǎn)生的各類損耗最終都將變成熱量,傳給冷卻介質(zhì),使冷卻介質(zhì)溫度上升。用測量電機(jī)所產(chǎn)生的熱量來推算電機(jī)損耗的方法,簡稱量熱法。下面本文主要根據(jù)國標(biāo)量熱法測定電機(jī)的損耗和效率介紹量熱法測定電機(jī)損耗構(gòu)成及各損耗求取方法。
為了對總損耗進(jìn)行分類,給電機(jī)規(guī)定一個(gè)基準(zhǔn)表面。這是一個(gè)將電機(jī)全部包在里面的基準(zhǔn)表面,這個(gè)表面內(nèi)產(chǎn)生的所有損耗,都通過該表面散發(fā)出去(見圖1)。
電機(jī)總損耗包括:
● 基準(zhǔn)表面內(nèi)損耗Pi;
● 基準(zhǔn)表面外損耗Pe。
圖1:基礎(chǔ)表面
1——輻射至墻壁,對流至周圍空氣;2——控制裝置表面;3——勵(lì)磁;4——推力軸承冷卻器;5——冷卻空氣;6——主冷卻器;7——傳至基礎(chǔ);8——傳至水輪機(jī)轉(zhuǎn)子。
基礎(chǔ)表面內(nèi)損耗可分為兩類:
式中:
P1-——以熱量的型式由冷卻系統(tǒng)帶走,并可用量熱法測量的損耗。這是基準(zhǔn)表面內(nèi)損耗的主要部分。
P2——不傳遞給冷卻介質(zhì),而以傳導(dǎo)、對流、輻射、滲漏等形式通過基準(zhǔn)表面散發(fā)的損耗。它占總損耗的一小部分,可以用量熱法測量,也可以用計(jì)算方法求得。
基準(zhǔn)表面外部損耗Pe主要由下列部分的損耗組成:
a) 在基準(zhǔn)表面外部的輔助設(shè)備損耗。
b) 在基準(zhǔn)表面外部的軸承摩擦損耗。
電機(jī)各部溫升達(dá)到熱穩(wěn)定后,冷卻介質(zhì)帶走的損耗為:
式中:
P1——在基準(zhǔn)表面內(nèi)部,被冷卻介質(zhì)帶走的損耗,kW ;
Cp—冷卻介質(zhì)的比熱,KJ/ (Kg*K ) ;
Q—冷卻介質(zhì)的流量,m3/s;
ρ——冷卻介質(zhì)的密度,Kg/m3;
Δt—冷卻介質(zhì)的溫升,K。
A. 由于熱傳導(dǎo)傳到電機(jī)基礎(chǔ)及軸上的損耗
熱傳導(dǎo)傳到電機(jī)基礎(chǔ)及軸上的損耗,這些損耗數(shù)量很小,可以忽略不計(jì)。
B. 開啟式通風(fēng)的電機(jī)中,由于空氣動能變化而帶走的損耗
空氣動能變化而帶走的損耗,這些損耗很小,其損耗可用下式計(jì)算:
式中:
P2——冷卻空氣動能變化帶走的損耗,KW ;
Q——空氣流量,m3/s;
ρ——空氣密度,kg/m3;
V——出口風(fēng)速度,m /s。
C. 電機(jī)外表面與周圍空氣對流和向廠房輻射的損耗
因?yàn)殡姍C(jī)表面向廠房的輻射損耗數(shù)量很小,可以忽略不計(jì)。測量時(shí),只考慮電機(jī)外表面與周圍空氣對流散熱的損耗就行。其損耗計(jì)算公式為:
式中:
P2——電機(jī)外表面散出的損耗,kW ;
A——散熱表面積,㎡;
Δt——電機(jī)外表溫度與外部環(huán)境溫度之差,K;
h—表面散熱系數(shù),W /(㎡*K) 。
表面散熱系數(shù)h,一般數(shù)值范圍在(10-20)W /(㎡*K)之間。與空氣接觸的表面散熱系數(shù) h 的數(shù)值,可用以下公式計(jì)算:
1. 對于外表面:
式中:
h——外表面散熱系數(shù),W /(㎡*K);
V——環(huán)境空氣流速,m/s。
2. 對于電機(jī)外表面內(nèi)側(cè)的各表面:
式中:
h——內(nèi)表面散熱系數(shù),W /(㎡*K);
V——冷卻空氣流速,m/s。
A. 在基準(zhǔn)表面外部的輔助設(shè)備損耗
外部輔助設(shè)備只包括由被試電機(jī)供電的輔助設(shè)備,輔助設(shè)備的損耗按GB755及相應(yīng)產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的試驗(yàn)方法進(jìn)行測量。若測試條件有困難,允許用計(jì)算值代替該項(xiàng)損耗的試驗(yàn)值。
B. 應(yīng)計(jì)入被試電機(jī)中軸承摩擦損耗
軸承損耗用量熱法測量。對于帶有水冷卻器的軸承其損耗可以用油作為冷卻介質(zhì)來測量,也可以用水作為冷卻介質(zhì)來測量。但因?yàn)閷λ臒崽匦粤私獾帽容^清楚,最好在“油—水”冷卻器的水的一側(cè)測量。
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