Elcut. Нестационарное температурное поле в зубцовой зоне электрической машины

Задание: Рассчитать процесс нагрева и охлаждения проводников в пазу электрической машины. Построить графики изменения температуры вдоль оси паза (от дна паза к клину) для моментов времени t = 0.3, 1, 1.5, 3.5, 5, 6.5, 8 ч. Построить графики изменения температуры во времени в течение всего цикла нагрева и охлаждения на дне паза и на поверхности первого проводника.

Объект: Зубцовая зона статора синхронного двигателя мощностью 500 кВт.

Тип задачи: Нестационарная теплопередача.

Класс задачи: Плоская.

Геометрия (все размеры заданы в миллиметрах):

Область расчета представляет собой сегмент поперечного сечения статора двигателя в объеме одного зубцового деления (сегмент 10°). Два стержневых проводника, уложенные в прямоугольном пазу, нагреваются омическими потерями. Охлаждение осуществляется потоком воздуха через осевой вентиляционный канал и по наружной и внутренней поверхностям статора.

Предполагается однородное распределение температуры в двигателе, перед тем как он был внезапно включен в сеть. Условия охлаждения не меняются в процессе работы. После того как двигатель нагрелся до установившейся температуры, его отключают от сети, и начинается процесс остывания. Начальная температура для задачи остывания берется из предыдущей задачи нагрева. Условия охлаждения при остывании неизменны, но отличаются от тех, что были при нагревании.

Исходные данные:

Начальная температура зубцовой зоны 20 ⁰ С.

Время нагрева – 3 ч.

Время охлаждения – 6.3 ч.

Удельная мощность тепловыделения в каждом проводнике: 180 000 Вт/м³;

Граничные условия (конвекция):