V5 r

-щ-ч ........Ill

Рис. 3.4. Схема движения охлаждающего воздуха при внешнем обдуве асинхронного двигателя серии 4А, h = 160 мм, исполнение IP44, способ охлаждения IC041

клиноременной или какой-либо иной передачей). Такая система вентиляции достаточно проста по конструкции, но имеет существенный недостаток: движение хладагента происходит только при вращении вала машины, а скорость его движения меняется с изменением частоты врашения вала. В двигателях с широким регулированием частоты вращения самовентиляция часто оказывается недостаточно эффективной. В таких машинах применяют принудительную систему вентиляции, при которой вентилятор приводится во вращение посторонним вспомогательным двигателем с постоянной и не зависящей от режима работы охлаждаемой машины частотой вращения.

В зависимости от исполнения машины по степени защиты от влияния окружающей среды поток охлаждающего воздуха может быть направлен либо только на внешнюю поверхность машины (внешний обдув), либо в вентиляционные каналы внутрь машины (внутреннее охлаждение) к обмоткам, стали магнитопровода и другим нагревающимся ее частям.

Внешний обдув несмотря на меньшую эффективность охлаждения широко применяется для машин, работающих в загрязненной атмосфере, например в запьшенных помещениях. Так, все асинхронные двигатели серии 4А до высоты вращения 160 мм выполняются с внешним обдувом статора

(рис. 3.4). Для усиления теплоотдачи внешнюю поверхность их корпусов делают ореб-ренной. При внешнем обдуве улучшение теплоотдачи от частей машины, непосредственно не соприкасающихся с внутренней поверхностью корпуса, достигается организацией направленного движения воздуха, находящегося внутри корпуса машины, при помощи внутреннего вентилятора или вентиляционных лопаток на роторе. Этим обеспечивается перенос тепла например, от ротора и лобовых частей обмотки статора к внутренней поверхности корпуса.

Внутренняя вентиляция может быть нагнетательной или вытяжной. При нагнетательной вентиляции воздух проходит по вентиляционному тракту за счет напора, создаваемого на входе в тракт. При вытяжной вентиляции движение воздуха осуществляется за счет разрежения, создаваемого на выходе из вентиляционного тракта.

По преимущественному направлению вентиляционных каналов и направлению движения охлаждающего воздуха относительно оси машины различают аксиальную (рис. 3.5), радиальную (рис. 3.6) и смешанную (аксиально-радиальную) системы вентиляции. Применение той или иной системы определяется размерами машины, специфическими особенностями конструкции машин различных типов и условиями распределения потерь по их объему.

Рис. 3.5. Схема движения охлаждающего воздуха при вытяжной аксиальной вентиляции двигателя постоянного тока серии 2П, h = 180 мм, исполнение IP22, способ охлаждения IC01

Рис. 3.6. Схема движения охлаждающего воздуха при радиальной вентиляции асинхронного двигателя серии 4А, /г = 180 мм, исполнение IP23, способ охлаждения IC01

Внутренняя вентиляция электрических машин может осуществляться при разомкнутых или замкнутых циклах циркуляции охлаждающего воздуха. При разомкнутом цикле воздух из окружающей машину среды проходит по вентиляционному тракту, нагревается в процессе охлаждения машины и выбрасывается вновь в окружающую среду. Это наиболее распространенная система. Основным ее достоинством является отсутствие каких-либо дополнительных устройств помимо системы вентиляционных каналов и вентилятора. К недостаткам разомкнутого цикла следует отнести зависимость температуры охлаждающего воздуха от температуры окружающей среды, возможность загрязнения вентиляционных каналов внутри машины пылью или повреждения изоляции обмоток агрессивными газами или парами, находящимися в окружающем машину воздухе. При замкнутом цшсле вентиляции (рис. 3.7) нагретый воздух или газ, находящийся внутри машины, не выбрасывается наружу, а пропускается через охладительные устройства и, охлажденный, снова поступает на вход охладительного тракта. Это позволяет изолировать его от окружающего ма-

шину воздуха и обеспечить охлаждение до нужной температуры независимо от температуры окружающей среды. Замкнутый цикл требует устройств охладителей и применения надежных уплотнений, препятствующих проникновению внешнего воздуха внутрь корпуса машины или утечке охлаждающего газа в атмосферу. Такие системы применяются лишь в машинах специальных назначений, например для интенсивного охлаждения машин, работающих во взрывоопасных помещениях, и, как правило, во всех крупных турбогенераторах, гидрогенераторах, синхронных компенсаторах и т. п.

Для охлаждения крупных турбогенераторов и некоторых синхронных компенсаторов применяют водородное охлаждение, при котором корпус машины заполняется водородом, имеющим приблизительно в 14 раз меньшую плотность, чем воздух. При этом существенно уменьшаются потери на трение вращающихся частей о газ, что особенно важно для быстроходных синхронных турбогенераторов, улучшаются условия работы изоляции (она находится в среде, лишенной кислорода) и увеличивается коэффициент теплоотдачи с охлаждаемых поверхностей.

Рис. 3.7. Схема движения охлаждающего воздуха в синхронной машине СДНЗ-2 при замкнутом цикле вентиляции, способ охлаждения IC37A81