Как известно, процесс преобразования электрической энергии в механическую сопровождается выделением тепла. Тепловые потери характеризуют к. п. д. машины, который обычно составляет для электрических машин мощностью до 300 кВт 0,75—0,85, а для машин большей, мощности 0,9—0,95. При работе машины в первую очередь нагреваются ее основные рабочие узлы: статор, ро¬тор и подшипники, а затем все остальные конструкции и кожух, который обеспечивает естественный отвод тепла (10—15%) в окружающую среду.
Электрические машины рассчитаны на работу при температуре окружающего воздуха не выше 35° С; при этом допускается перегрев воздуха внутри машины до 50—52° С. Исключение составляют машины, в которых применяется кремнийорганическая изоляция, допускающая повышение температуры вентилирующего воздуха по сравнению с указанным на 10—12° С.Для повышения сохранности изоляции электрических машин необходимо предусматривать увлажнительные устройства, повышающие влажность воздуха в холодный период года, когда абсолютное влагосодержание наружного воздуха составляет 1 —1,5 г/кг.Для увлажнения следует использовать умягченную воду или конденсат. Нижний предел содержания влаги в воздухе должен составлять 4,5 г/кг, а относительная влажность увлажненного воздуха не должна превышать, 75—80% при температуре 35° С.Система вентиляции должна обеспечивать регулярный отвод тепла, возникающего в машине в процессе работы; только при этих условиях сохраняется ее номинальная мощность. При неэффективной вентиляции или при отсутствии ее мощность машины значительно снижается, что ведет к перегреву конструкций и в результате к остановке механизмов.Выбор системы вентиляции во многом зависит от конструктивного исполнения машины. Кожух позволяет создавать организованное движение воздушных потоков в ней. Исполнение кожуха зависит от рода тока машины и от системы вентиляции. По способам вентиляции ко¬жух машины может быть выполнен в четырех вариантах:1. При самовентиляции машин постоянного и переменного тока воздух забирается из помещения с обоих тор¬цов и выбрасывается вверх и вниз через фундамент дву¬мя потоками, несколько смещенными от оси машины.2. Полузамкнутый цикл — забор воздуха осуществляется с торцов помещения, выброс— через фундамент в подвал (в машине постоянного тока двумя потоками, а в машине переменного тока одним потоком по оси).3. Проточный цикл — в машине постоянного тока подача воздуха — снизу со стороны, противоположной коллектору, выход воздуха — в помещение со стороны кол-лектора; в машине переменного тока воздух входит снизу двумя потоками, выходит через кожух вверх по оси машины.4. Замкнутый цикл — в машине постоянного тока вход воздуха — снизу со стороны, противоположной коллектору, выход — вниз со стороны коллектора; в машине переменного тока вход — снизу с боков, выход — вниз по оси.Из перечисленных конструкций наиболее совершен¬ной является последняя группа, обеспечивающая надежную защиту всех узлов агрегатов от пыли, а также более равномерное распределение воздуха по каналам системы охлаждения. При применении кожуха этой конструкции в сочетании с защитой машины от щеточной пыли размеры фильтра будут минимальными, так что его легко можно разместить в фундаменте машины.Электрические машины выполняются с естественной вентиляцией, самовентиляцией и механической независимой вентиляцией. Естественная вентиляция применяется для машин малой мощности; при этом тепло от машины отводится циркулирующим воздухом. Машины с самовентиляцией охлаждаются воздухом, перемещаемым встроенным в машину вентилятором, который засасывает воздух из окружающей среды и прогоняет его через машину. Машины, оборудованные независимой вентиляцией, снабжаются вентиляторами, имеющими собственный привод.В машинах с самовентиляцией применяются два способа вентиляции: с включением объема машинного помещения либо замкнутые.При применении механической независимой вентиляции для крупных электрических машин наибольшее распространение в зависимости от конструкций машин получили следующие способы: замкнутые (автономные), полузамкнутые (с включением машинного помещения) и проточные (с выбросом воздуха в машинные помещения или за их пределы).Отличительной чертой замкнутых систем вентиляции является наличие воздухоохладителей, отводящих тепло циркулирующего воздуха.Замкнутые системы вентиляции, как правило, применяются для машин большой мощности (1000 кВт и более) при относительно высокой запыленности окружающей среды (более 1,5—2 мг/м3). Кроме того, замкнутая система требует большого количества воды для отвода тепла. Температура воды должна быть 25—28° С, так как при более высокой температуре размеры воздухоохладителей возрастают до значительных размеров, а также значительно увеличивается расход воды.В замкнутых системах вентиляции не допускается длительная остановка вентиляционной системы. В случае выхода из строя ее оборудования необходимо предусматривать резервные вентиляторы либо возможность частичного использования вентиляционной установки, обслуживающей расположенную вблизи аналогичную машину.При установке двух вентиляторов в одной системе на каждом вентиляторе необходимо предусматривать установку клапанов с исполнительными механизмами, сблокированными между собой и обеспечивающими включение любого из них в работу при выходе из строя вентилятора или его привода.В замкнутых системах вентиляции на практике имеет место утечка воздуха (около 15—20%), несмотря на меры по уплотнению воздушного тракта. Для восполнения утечки воздуха и предупреждения проникновения в замкнутую систему загрязненного воздуха необходимо создавать избыточное давление путем устройства «нулевой точки» вблизи всасывающего патрубка вентилятора. Для этого в месте намечаемой «нулевой точки» устанавливают ячейки кассетных фильтров, которые обеспечивают организованное поступление в систему предварительно очищенного воздуха.Полузамкнутую систему применяют для многомашинных агрегатов, питающих двигатели механизмов, управляемых по системе генератор-двигатель. В этом случае воздух из машинного зала засасывается в машины, охлаждает их, а затем поступает в воздухоохладитель и снова возвращается в машинный зал.Применение проточной системы вентиляции целесообразно в тех случаях, когда на предприятии имеется дефицит производственной воды или вода не соответствует техническим требованиям, предъявляемым промышленностью, изготовляющей воздухоохладители, а также при небольшой загрязненности наружного воздуха. При этом воздух, забираемый снаружи, должен очищаться от пыли, и после использования выбрасываться за пределы машинного помещения.В тех случаях, когда испытывается недостаток в производственной воде, а также при низком качестве ее, рекомендуется схема охлаждения электрических машин использованием оросительных камер или других теплообменных аппаратов контактного типа для адиабатического охлаждения воздуха.
Мы в социальных сетях:
