Основы аэродинамических и тепловых расчетов в электромеханике: Учебное пособие, страница 16

Принцип действия центробежного вентилятора основан на действии центробежных сил, которые при вращении рабочего колеса выбрасывают частицы рабочего газа наружу. При этом на входе создается разряжение, а на выходе колеса - повышенное давление. За счет созданной разности давлений обеспечивается направленное движение потока охлаждающего газа. Схематичная конструкция центробежного вентилятора показана на рис. 3.10.

а)                                                        б)                                 в)

Рис. 3.10. Конструкция центробежного вентилятора

Для обеспечения нормального функционирования центробежного вентилятора он должен иметь следующие основные части (рис. 3.10а): сплошной диск 1, кольцо 2 и лопатки 3. В зависимости от места установки вентилятора с целью предотвращения циркуляции потока вокруг кольца 2 необходимо разделить области повышенного давления на выходе и разряжения на входе вентилятора. Эта задача решается установкой диффузора 4, что повышает эффективность работы вентилятора. При установке вентилятора в электрической машине в качестве его основных элементов могут использоваться конструктивные части самой электрической машины (например, торцевая поверхность сердечника ротора асинхронного электродвигателя вместо диска, щиты - вместо кольца и т.д.). Форма лопаток также выбирается исходя из условий повышения характеристик вентилятора. При обеспечении одинаковых сечений на входе  и выходе  (рис. 3.10б) повышается коэффициент полезного действия вентилятора, а фигурная конструкция выходной кромки лопатки (рис. 10в) обеспечивает безударный вход потока, что снижает уровень шумов механического происхождения.

В зависимости от конструкции и установки лопаток, а также характеристик электрической машины, центробежные вентиляторы подразделяются на три типа:

-  с лопатками, отогнутыми вперед по направлению вращения (для тихоходных нереверсивных электрических машин);

-  с радиальными лопатками (для реверсивных электрических машин независимо от частоты вращения);

-  с лопатками, отогнутыми назад против направления вращения (для быстроходных нереверсивных электрических машин).

Виды и основные обозначения размеров лопаток центробежных вентиляторов приведены на рис. 3.11.

а)                                       б)                                                     в)

Рис. 3.11. Конструктивная форма и установка лопаток центробежного вентилятора: а – лопатки отогнуты вперед; б) – радиальные лопатки; в – лопатки отогнуты назад.

Следует отметить, что специфика конструкции электрической машины позволяет использовать конструктивные детали в качестве напорных элементов. Так, ротор явнополюсной синхронной машины можно рассматривать как центробежный вентилятор с радиальными лопатками.

Еще более эффективными напорными элементами являются распорки в вентиляционных каналах сердечника ротора асинхронной машины или шихтованном ободе ротора синхронной машины при радиальной схеме вентиляции. В целом ряде случаев вентилирующего действия конструктивных элементов электрической машины вполне достаточно для обеспечения циркуляции требуемого количества охлаждающего газа, что позволяет обойтись без установки отдельного вентилятора или проектировать его на более низкие величины расхода и напора.

Работа осевого вентилятора основана на принципе крыла, обеспечивающего осевое перемещение охлаждающего газа. Ввиду отсутствия радиального перемещения потока давление в осевом вентиляторе создается только за счет преобразования кинетической энергии вращения в циркуляцию скорости потока вокруг крыловидного профиля лопатки, вследствие чего на выходе вентилятора создается повышенное давление. Конструктивные элементы и определяющие размеры осевого вентилятора показаны на рис.3.12. Основными конструктивными элементами осевого вентилятора являются: 1 – втулка вентилятора, 2- цилиндрический кожух, 3 – лопатка.

Рис. 3.12. Конструкция осевого вентилятора.