Введение
Глава 1. Современное состояние исследования нестационарных тепловых процессов в электрических машинах 11
1.1. Общая проблематика тепловых расчетов и исследований 11
1.2. Тепловые расчеты в нестационарных режимах 15
1.3. Переходные тепловые процессы в системах с относительно протяженными каналами 20
Глава 2. Физическое содержание и математическое описание нестационарных тепловых процессов в системах с источниками тепла и охлаждающими каналами 24
2.1. Качественное описание переходного процесса в источнике тепла конечной теплопроводности при значимой роли подогрева охлаждающей среды 24
2.2. Общая математическая модель и безразмерные параметры процесса 27
2.3. Классификация объектов исследования 30
2.4. Базовая двухмерная модель 31
2.4.1. Математическая формулировка задачи 31
2.4.2. Реализация численного решения 33 2.5 Двухслойные модели 36
2.5.1. Двухслойная модель с охлаждаемым пассивным слоем 36
2.5.2. Двухслойная модель с охлаждаемым активным слоем 37 2.6. Трехслойные модели 38
2.6.1. Трехслойная модель с охлаждаемым пассивным слоем 38
2.6.2. Трехслойная модель с охлаждаемым активным слоем 40
2.7. Теплопередача в активной протяженной трубке с внутренним каналом 41
2.7.1. Математическая формулировка задачи 41
2.7.2. Аналитическое решение 43
Глава 3. Численные решения задач нестационарной теплопроводности и их анализ применительно к идеализированным моделям активных частей электрических машин 47
3.1. Активная трубка с внутренним охлаждающим каналом 47
3.2. Однородное активное тело конечной теплопроводности с каналом 50
3.2.1 Характер изменение температуры охлаждающей среды 51
3.2.2 Характер изменения среднеобъемной и максимальной температур активной пластины 55
3.3 Композиция охлаждаемого активного и неохлаждаемого пассивного тел 60
3.4 Композиция неохлаждаемого активного и охлаждаемого пассивного тел 64
3.5 Приведение композиционных задач к базовой модели 70
3.6 Трехслойные модели 72
3.6.1. Трехслойная пластина с охлаждаемым активным слоем 72
3.6.2. Трехслойная пластина с охлаждаемым пассивным слоем 75
Выводы по третьей главе 78
Глава 4. К вопросу о допустимых границах расчетной идеализации геометрической формы активных и конструктивных элементов электрических машин 80
4.1. Постановка вопроса 80
4.2. Пакет активной стали статора в представлении однородной пластины 82
4.3. Обмотка ротора с косвенным охлаждением в представлении трехслойной пластины с охлаждаемым пассивным слоем 90
4.4. Обмотка ротора с непосредственным газовым охлаждением в представлении трехслойной пластины 95
4.5. Обмотка ротора с радиальным охлаждающим каналом при наличии подпазового канала (непосредственное газовое охлаждение) 99
4.6. Обмотка статора с водяным охлаждением в представлении двухслойной пластины 107
Выводы по четвертой главе 112
Глава 5. Инженерные оценки показателей термической инерции активных элементов электрических машин с учетом подогрева охлаждающей среды 114
5.1. Общие замечания об аппроксимации температурно-временных зависимостей 114
5.2. Обмотка статора с непосредственным водяным охлаждением 115
5.3. Магнитопровод статора с радиальными каналами 117
5.4. Изолированная обмотка в пазу статора с косвенным охлаждением 121
5.5. Обмотка неявнополюсного ротора с косвенным газовым охлаждением 124
5.6. Обмотка неявнополюсного ротора с непосредственным газовым охлаждением 126
Выводы по пятой главе 129
Заключение 131
Список литературы 133
