Основное содержание работы. Для уменьшения нагрева электрических машин приме­няют различные способы их охлаждения

1. Системы вентиляции

Для уменьшения нагрева электрических машин приме­няют различные способы их охлаждения. В качестве охлаж­дающих сред используются воздух, водород, трансформа­торное масло, вода. Наиболее часто для охлаждения ма­шин применяется обдув (вентиляция) нагретых ее частей воздухом. Остальные среды находят применение для охлаж­дения машин большой мощности.

Вентиляция электрических машин может быть естест­венной и искусственной. При естественной венти­ляции движение охлаждающего воздуха создается конвек­цией или в результате вращения частей машины. Такая вентиляция применяется редко и только в открытых маши­нах или машинах малой мощности.

Большинство электрических машин работает с искусст­венным охлаждением, которое осуществляется при помощи вентилятора. Применение искусственной вентиляции позво­ляет существенно усилить отвод тепла.

Машины с искусственной вентиляцией разделяются на машины с самовентиляцией (рисунок 28.1) и машины с незави­симой

а)

б)

в)

Рисунок 28.1 - Электрические машины с самовентиляцией

вентиляцией (рисунок 28.2). В первом случае вентилятор размещается

Рисунок 28.2 – Электрическая машина с независимой вентиляцией по замкнутому циклу

на валу самой машины или па ее вращающей­ся части (роторе).

При независимой вентиляции охлаждающая среда по­дается в машину специальным устройством, механически не связанным с валом машины. Независимая вентиляция применяется в крупных тихоходных машинах или машинах, у которых в широких пределах меняется частота вращения.

Охлаждающий воздух может подаваться внутрь маши­ны (рисунок 28.1,а, б) - такая схема вентиляции называется продуваемой или внутренней, а может обдувать наружную поверхность корпуса машины (28.1, в) — такая схема вентиляции называется обдуваемой или на­ружной. Наружная вентиляция применяется в закрытых машинах, у которых доступ внешнего воздуха во внутренние части отсутствует. В этом случае часто для перемешивания. воздуха, находящегося внутри машины, устанавливается дополнительный внутренний вентилятор.

В зависимости от характера работы внутреннего венти­лятора различают вентиляцию нагнетательную (рисунок 28.1,б) и вытяжную (рисунок 28.1,а). В первом случае вентилятор устанавливается в начале вентиляционного тракта машины, а во втором -в конце.

При нагнетательной вентиляции воздух, поступающий в машину, будет предварительно подогреваться при про­хождении через вентилятор за счет потерь в нем. Условия охлаждения при этом ухудшаются, и поэтому приходится увеличивать количество прогоняемого воздуха, что вызывает увеличение вентиляционных потерь. Вытяжная венти­ляция имеет свои недостатки. Так, в машинах постоянного тока при такой вентиляции внутрь машины будет засасы­ваться щеточная пыль с коллектора. Обычно предпочитают применять вытяжную вентиляцию.

В машинах охлаждающий воздух может прогоняться вдоль оси вала (рисунок 28.3, а) или в радиальном (рисунок 28.3, б) направлении. В

а) б)

Рисунок 28.3 – Схемы аксиальной (а) и радиальной (б) систем вентиляции

первом случае вентиляция называ­ется аксиальной, а во втором — радиальной.

Для прохождения воздуха внутри машины должны быть выполнены соответствующим образом ориентированные каналы. Аксиальные каналы в роторе образуются вырубкой отверстий в листах, из которых собирается его сердечник (рисунок 28.4). Радиальные каналы образуются

Рисунок 28.4 – Отверстия для аксиальных каналов в листах сердечника якоря

подразделением сердечника на отдельные пакеты, между которыми пре­дусматриваются каналы шириной около 10 мм. В радиаль­ных каналах ротора располагаются дистанционные пластины - ветреницы, которые при его вращении действуют подобно лопастям вентилятора. Воздух при такой системе вентиляции засасывается с торцов внутрь машины и выбра­сывается через станину наружу.

Аксиальная система вентиляции конструктивно проще радиальной. Однако при большой длине сердечника акси­альная система вентиляции не обеспечивает равномерность теплосъема, так как охлаждающий воздух, проходя вдоль машины, постепенно будет нагреваться.

Вентиляция электрических машин может быть выпол­нена по разомкнутому (смотреть рисунок 28.1) или замкну­тому (смотреть рисунок 28.2) циклу движения охлаждающего воз­духа. При разомкнутом цикле воздух забирается из окру­жающего пространства, а затем, пройдя машину, вновь возвращается туда же. При замкнутом- цикле движения воздуха он циркулирует в замкнутом воздуховоде. При вы­ходе из машины воздух охлаждается в специальном возду­хоохладителе, а затем охлажденный вновь поступает в ма­шину. Исполнение электрических машин по способам ох­лаждения устанавливается ГОСТ 20459-87. Обозначение способов охлаждения состоит из латинских букв 1C (на­чальные буквы английских слов International Cooling) и следующих за ними цифр, характеризующих систему ох­лаждения. Например, 1C 01 — защищенная машина с само- вентиляцией и вентилятором, расположенным на валу ма­шины; 1C 0141 -- закрытая машина, обдуваемая наружным вентилятором, расположенным па валу машины, и т.д.