Modele stosowane w systemach komputerowego wspomagania projektowania silników górniczych

W artykule przedstawiono model silnika elektrycznego górniczego chłodzonego wodą do obliczeń pola temperatury oraz sprawności energetycznej. Do jego opracowania wykorzystano autorską metodę zmodyfikowanych sieci cieplnych. W elementach konstrukcyjnych silnika elektrycznego dużej mocy chłodzonego wodą występuje bardzo duża nierównomierność rozkładu temperatury, potwierdzona zarówno pomiarami, jak i obliczeniami. W utworzonym modelu silnika indukcyjnego straty mocy w uzwojeniu stojana oraz w klatce wirnika obliczone są przy uwzględnieniu występującego w nich rozkładu temperatury. Przy sporządzaniu bilansu mocy czynnej i strat uwzględniono również straty mocy w pakietowanym rdzeniu stojana oraz straty w łożyskach i straty wentylacyjne. Za pomocą modelu można obliczyć sprawność energetyczną silnika elektrycznego w warunkach panujących w podziemiach kopalń przy zadanej temperaturze wlotowej wody i temperaturze otoczenia oraz zadanym wydatku wody chłodzącej. Przykładowe obliczenia sprawności energetycznej oraz pola temperatury wykonano dla silnika elektrycznego górniczego o mocy 400 kW i napięciu znamionowym 1000 V. Wykonany na podstawie modelu program komputerowy może być wykorzystany w systemach komputerowego wspomagania projektowania nowych energooszczędnych silników elektrycznych górniczych.Model of water-cooled mine electric motor is presented in the paper. This model has been created on the basis of author’s own method of modified thermal networks in order to calculate power efficiency. When constructional elements of high power water-cooled electric motor are investigated, we observe high non-uniformity of temperature distribution, this is verified by calculations and experiments both. In the presented induction motor model, the power losses in stator winding and rotor cage are calculated taking into account the actual temperature distribution. In the power balance (active power/power losses) the power losses in the laminated stator core, bearing losses and windage losses have also been considered. With the help of this model it is possible to calculate power efficiency of electric motor under the conditions occurring down the coal mine at a given temperature of inlet water and ambient temperature and at a given coolant flow rate. The calculation examples of power efficiency and temperature field have been conducted for mine electric motor rated at 400 kW and 1000 V. The computer software developed on the basis of the model may be used in computer-assisted design of new energy-saving mine electric motors