Разработка аэродинамической схемы замещения

В существующих методиках вентиляционных расчётов тяговых двигателей используют упрощённые аэродинамические схемы замещения, в которых принимают, что охлаждающий воздух равномерно распределяется по однотипным аксиальным каналам. В этом случае получается простая схема замещения, которая легко сворачивается в одну ветвь путем объединения последовательных и параллельных аэродинамических сопротивлений.

В действительности в тяговых двигателях из-за лобовых сопротивлений соединительных кабелей, щеткодержателей, щёток распределение охлаждающего воздуха между катушками главных и добавочных полюсов неравномерное. Это приводит к неравномерному их нагреву. Чтобы учесть неравномерное распределение охлаждающего воздуха в вентиляционной системе двигателя необходимо составлять схему замещения, включающую все межкатушечные пространства. Один из возможных вариантов такой схемы для шестиполюсного двигателя приведен на рис.1.

При разработке схемы замещения (рис.1) приняты следующие допущения:

- за элементарный аксиальный канал в статоре принят канал между соседними главными полюсами за вычетом поперечного дополнительного полюса;

- за элементарный канал воздушного зазора принята часть зазора, приходящегося на одно полюсное деление;

- параллельные потоки воздуха, направляющиеся под коллектор в сердечник якоря, объединяются при входе в кольцевую щель между конусом и подшипниковым щитом.

На рисунке 2 приведён поперечный разрез по коллекторной камере тягового электродвигателя, где условными линиями показаны направления движения отдельных струй потока воздуха в коллекторной камере. От каждого узла 1-6 общий поток воздуха Q разделяется на струи воздуха в межкатушечное пространство, в воздушный зазор , a также в подколлекторную камеру . Под коллектором струи воздушного потока объединяются в одну -Q_я. Перед выходом из тягового двигателя все струи воздушного потока смешиваются и выбрасываются в атмосферу.

Рис.1. Аэродинамическая схема замещения

Рис.2. Поперечный разрез по коллекторной камере