Вентиляция электрических машин может выполняться без особых устройств (вентиляторов, нагнетателей и др.), обеспечивающих направленное движение потока газа, или с применением таких устройств. В первом случае имеем электрические машины с естественным охлаждением, во втором – с искусственной вентиляцией.
Естественное охлаждение применяется только в машинах с относительно невысоким использованием активных материалов и, как правило, небольшой мощности (P<1 КВт) или в случае невозможности реализации искусственного охлаждения (например, краново-металлургические электродвигатели).
Электрические машины с искусственной вентиляцией подразделяются на:
- электрические машины с независимой вентиляцией;
- электрические машины с самовентиляцией
Независимая вентиляция осуществляется вентилятором, имеющим собственный привод, устанавливаемый отдельно от рабочей машины или на ее корпусе (вентилятор-наездник). Такая система обеспечивает одинаковость условий охлаждения независимо от режима работы электрической машины, что особенно важно при большом диапазоне регулирования частоты вращения (например, тяговые электрические машины для транспортных устройств).
В электрических машинах с самовентиляцией направление движения потока охлаждающего газа обеспечивается вентилятором, непосредственно устанавливаемым на валу электрической машины. В качестве вентилятора могут быть использованы конструктивные элементы самой электрической машины, такие как полюса синхронной машины, распорки в радиальных каналах и др.
Эффективность искусственной вентиляции определяется тем, с каких поверхностей отводится тепло, как движется тепловой поток, где установлен вентилятор и рядом других факторов.
В зависимости от того, с каких поверхностей отводится тепло, различают системы наружной и внутренней вентиляции (рис. 3.1).
а) б)
Рис. 3.1. Система внутренней (а) и внешней (б) вентиляции
При внутренней вентиляции (рис. 3.1а) поток охлаждающего газа непосредственно омывает активные части электрической машины, а при внешнем обдуве (рис. 3.1б) тепло отводится только с наружной поверхности корпуса.. Достоинством внутреннего обдува является более эффективный отвод тепла от активных частей, что позволяет существенно улучшить массогабаритные показатели за счет увеличения электромагнитных нагрузок. При внешнем обдуве внутренний объем электрической машины изолирован от окружающей среды. Это обстоятельство является достоинством при работе электрической машины в условиях, когда окружающая среда содержит вредные примеси (взрывоопасную пыль, химические вещества, имеет повышенное содержание влаги и т.д.), т.к. повышается надежность работы электрической машины.
В зависимости от того, откуда подается охлаждающий газ в электрическую машину и куда он выходит различают разомкнутый и замкнутый циклы вентиляции (рис. 3.2).
а) б)
Рис.3.2. Разомкнутый (а) и замкнутый (б) циклы вентиляции:
1 – воздухоохладитель (газоохладитель);
tх – температура на входе;
tг – температура на выходе
При разомкнутом цикле (рис. 3.2а) охлаждающий газ забирается и выбрасывается в окружающее пространство. При установке электрической машины, особенно большой мощности, в помещении (машинный зал) температура в нем может достигнуть больших значений, недопустимых для нормальной работы. В этом случае требуется установка системы воздухоотводов, обеспечивающих забор и выброс воздуха вне помещения (в окружающую атмосферу).
При замкнутом цикле (рис. 3.2б) охлаждающий воздух (газ) циркулирует в замкнутом воздуховоде, а охлаждение нагретого в электрической машине воздуха (газа) происходит в специальном воздухоохладителе (газоохладителе), представляющем из себя устройство, обеспечивающее передачу тепла вторичному теплоносителю, циркулирующему по трубкам с сильно развитой поверхностью (оребрение, проволочные спирали и т.д.). В качестве вторичного охладителя наиболее часто применяется вода. Как правило, давление внутри электрической машины поддерживается больше атмосферного, а восполнение неизбежных утечек газа производится через фильтр, устанавливаемый в месте, соответствующем «точке атмосферы».
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.