Главная  Развитие народного хозяйства 

[0] [1] [2] [3] [4] [5] [6] [7] [8] [9] [10] [11] [12] [13] [14] [15] [16] [17] [18] [19] [20] [21] [22] [23] [24] [25] [26] [27] [28] [29] [30] [31] [32] [33] [34] [35] [36] [37] [38] [39] [40] [41] [42] [43] [44] [45] [46] [47] [48] [49] [50] [51] [52] [53] [54] [55] [56] [57] [58] [59] [60] [61] [62] [63] [64] [65] [66] [67] [68] [69] [70] [71] [72] [73] [74] [75] [76] [77] [78] [79] [80] [81] [82] [83] [84] [85] [86] [87] [88] [89] [ 90 ] [91] [92] [93] [94] [95] [96] [97] [98] [99] [100] [101] [102] [103] [104] [105] [106] [107] [108] [109] [110] [111] [112] [113] [114] [115] [116] [117] [118] [119] [120] [121] [122] [123] [124] [125] [126] [127] [128] [129] [130] [131] [132] [133] [134] [135] [136]

И. ВЕНТИЛЯЦИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ МАШИН И ЭЛЕКТРОМАШИННЫХ ПОМЕЩЕНИЙ

1-59. ВЕНТИЛЯЦИЯ КРУПНЫХ МАШИН

Коэффициент полезного действия (к. п. д.) машин обычно равен 90-957о, следовательно, потери в них составляют соответственно 10-5% установленной мошности. Нормально электрические машины рассчитаны на работу при температуре окружающего воздуха не выше 40° С. При этом перегрев воздуха внутри машины допускается около 15-18° С.

Обычно нормируются предельная температура нагрева обмоток машины, завися-шая от класса изоляции, и превышение этой температуры над температурой охлаждающего воздуха.

Повышение предельной температуры машины сверх допустимой вследствие различных коэффициентов линейного расширения стали машины, материала изоляции и меди обмоток вызывает появление растя-гиваюших усилий на изоляции, что приводит к преждевременному ее механическому износу.

Значительное и искусственное снижение температуры охлаждаюшего воздуха, подаваемого в машину, и соответственный рост превышения температуры (до уровня, обусловленного классом изоляции обмоток) для увеличения мошности машины, не могут быть допушены из-за повышенного в этом случае износа (старения) изоляции и ограничений, накладываемых при этом на конструкцию машины в отношении ее габаритов.

Для поддержания температуры машины в допустимых пределах необходимо с увеличением мошности и размеров машин повышать и эффективность их охлаждения путем улучшения конструкции самих машин и применения более совершенных систем вентиляции.

Крупные машины постоянного тока выполняют с закрытым или открытым коллектором. Машины с закрытым коллектором, охлаждаемые обшей замкнутой системой вентиляции, требуют установки фильтров на полный объем воздуха, циркулирующего в системе, что сильно усложняет систему вентиляции и фундамент машины. Выделение коллектора из замкнутой системы вентиляции якоря машины благоприятно отражается на ее работе.

Машины, устанавливаемые открыто в цехе, выполняют с закрытым коллектором, потому что воздушная среда цеха содержит много пыли. Машины, устанавливаемые в относительно чистых электромашиниых помещениях, желательно выполнять с открытым коллектором. 18*

Некоторые заводы изготовляют кожухи машин с лабиринтными перегородками в околоколлекторном пространстве, пре-пятствуюшими засосу щеточной пыли с коллектора внутрь машины.

При открытом коллекторе происходит более интенсивное загрязнение электромашинного помещения и электрического оборудования шеточной пылью, что неблагоприятно сказывается на сохранности электрооборудования. Однако при открытом коллекторе более доступно полноценное наблюдение за коллектором и щеточным устройством, а также лучшим образом обеспечивается своевременная чистка коллектора, смена щеток и регулировка щеточного устройства.

Исполнение кожуха машин зависит от рода тока машины и предполагаемой системы вентиляции. В машину постоянного тока холодный воздух обычно подается со стороны, противоположной коллектору, а нагретый выбрасывается со стороны коллектора. В машину переменного тока воздух подается с двух сторон по оси вала и выбрасывается через среднюю чаС-Ь кожуха.

В машинах постоянного тока при выбросе воздуха СО стороны коллектора исключается попадание щеточной пыли с коллектора в машину, что особенно важно при значительном количестве шеток.

В зарубежной практике известны машины с кожухом, позволяющим разделить поток воздуха внутри машины так, чтобы меньшая часть воздуха, охлаждаюшая коллектор, была выделена нз обшей замкнутой системы вентиляции машины в отдельный тракт, на пути которого установлены небольшие кассетные фильтры, обеспечивающие очистку воздуха, наиболее загрязненного щеточной пылью, и возврат его в систему.

Известны системы вентиляции с разделением воздушных потоков, в которых воздух -после коллектора удаляется в цех или наружу. При этом восполнение выведенного из замкнутой системы воздуха компенсируется устройством поддувной вентиляции (через фильтр).

Известна также так называемая интегральная система вентиляции крупных электрических машин постоянного тока.

Вентиляция таких машин обеспечивается двумя отдельными, независимыми системами. Одна система - замкнутая и предназначена для вентиляции собственно машины (обмоток якоря и полюсов). Другая система - проточная и предназначена для вентиляции только коллектора.

Для обеспечения достаточно чистого воздуха для охлаждения обмоток машины в замкнутом контуре системы установлены сухие рулонные фильтры.

Самостоятельная проточная система вентиляции коллектора имеет давление более низкое, чем в смежной замкнутой системе вентиляции, находяшейся пол избыточным давлением. Это исключает просачи-



ваше щеточной нылн нз околоколлекторного пространства в замкнутую систему через воздушный зазор по периметру коллектора.

Наружный воздух, компенсирующий утечки в замкнутом контуре системы, проходит многократную очистку, что значительно уменьшает его загрязнение.

Сторона коллектора. коГлИта.

поддержания допустимой температуры в электромашиьном помещении при небольшом количестве наружного воздуха, подаваемого в помещение, применяют замкнутую систему вентиляции (рис. 1-326, а и 1-327, а). Ее также применяют для машин большой мощности (свыше 1000 кВт) при

Шан голодный. гюртий ,,7г\......../еозяцк А-А

а.) б)

Сторона, коллектора.


в) г)

Рис. 1-326. Схемы систем вентиляции электрических машин.

д -замкнутый цикл для машины постоянного тока; б - полузамкнутый цикл для машины постоянного тока; е -проточный цикл для машины постоянного тока; г -замкнутый цикл для машины переменного тока; б - замкнутый цикл при самовентиляции для машины персмеипого тока; / - машина; 2 - воздухоохладитель; 3 - вентилятор; 4-фильтр.

Система оснащена приборами, позволяющими контролировать работу фильтров, регулировать распределение воздуха (с помощью регулируемых клапанов), определять скорости воздуха, его температуру и влажность.

Прогрессивной является конструкция машины со встроенными в ее корпус элементами вентиляционного оборудования (фильтры, воздухоохладители, вентиляторы и т.п.), не требующая сооружения сложного фундамента.

Системы вентиляции. Для крупных электрических машин применяют принудительные системы вентиляции: замкнутую (автономную), полузамкпзтую (с включением электромагнитного помещения) и проточную. ,

Для обеспечения бо-.т-этией чистоты и лучшего охлаждения машин, а также для

.1-й этаж \ Подвал


Люк А UOHwatKHbiu.

Рис. 1-327. Примеры компоновки вентиляционных установок машнн постоянного тока.

а - замкнутая система веитиляцик; б-полу-замкиута1[ (с выбросом воздуха в подвал); в - проточная (с выбросом воздуха в цех). Стрелками показано направление движения воздуха; / - машина; г-фундамент машины; S -вентиляционное поыещ.ение; 4 - воздухоохладитель; 5 - вентилятор; 6 - кассетный фильтр; 7 - воз-духозаборкая шахта.

наличии относительно чистой воды с температурой не выше 30° С и при большой загрязненности нарулсного воздуха (более 2 мг/мз).

Для ответственных тихоходных машин, например для прокатных двигателей блюминга, устанавливают два вентилятора; рабочий и резервный.

Замкнутые системы вентиляции для машин переменного тока (рис. 1-326, г и 1-328, а) аналогичны системам для машин постоянного тока, однако конструетивно они различаются.

Синхронные двигатели часто развивают давление, достаточное для самовентиля-



ции, поэтому заводы-изготовители гарантируют их работу без вненшего вентилятора - с помощью вентилятора, насаженного на вал ротора мащины (рис. 1-326, д и 1-328,6). При этом для уменьщения сопротивления воздуха воздухоохладители устанавливают внутри фундаментной ямы, а

План

Воздуха


Уолодныи. воздух

Горлчий. воздух

Рис. 1-328. Примеры компоновки вентиляционных установок мащин переменного тока (синхронных), работающих по замкнутой системе вентиляции.

а - с внешним вентилятором; б - без внешнего вентилятора (самовентиляция); / - машина; 2 - фундамент машины; 3 - вентиляционное помещение; 4 - воздухоохладитель; 5 - вентилятор.

воздуховоды выполняют возможно- более короткими.

Недостатком замкнутой системы вентиляции является потребность в большом количестве охлаждающей воды. Этот недостаток не имеет существенного значения, когда вода после воздухоохладителей может быть использована для технологических нужд. При этом давление воды, подаваемой к воздухоохладителям, должно быть повыщено.

В замкнутых системах вентиляции предусматривают избыточное давление (подпор) внутри системы, превышающее наружное на указанное заводом-изготовителем машины значение (обычно 50-250 Па), что предотвращает засос воздуха в машину извне через открытый коллектор или неплотности в кожухах. Для предотвращения засоса воздуха предусматривают «точку атмосферы», т. е. искусственное соединение места наибольшего разрежения системы с атмосферой через кассетный фильтр. При этом дополнительно засасываемый в систему воздух, устремляясь по пути наименьшего сопротивления, через фильтр, будет очищаться от пыли, содержащейся в окружающей воздушной среде.

Точки атмосферы обычно устраивают для машин с закрытым коллектором -

в камере разрежения вентилятора, а для машин с открытым коллектором - вблизи коллектора.

Утечка воздуха в замкнутых системах вентиляции доходит до 20% циркулирующего воздуха. Причиной утечек является неплотное прилегание кожуха и перегородок к корпусу машины и фундаментным плитам. Утечки воздуха наблюдаются также через неизбежный воздушный зазор, имеющийся между коллектором и колсухом машины. Чтобы восполнить эти утечки и воспрепятствовать проникновению в замкнутую систему загрязненного всздуха, необходимо внутри системы создать избыточное (повышенное) давление. Для этого иногда в месте наибольшего разрежения системы устраивают активную точку атмосферы, т. е. дополнительно устанавливают небольшой вентилятор, снабженный кассетным фильтром, который препятствует образованию отрицательного давления в замкнутой системе вентиляции.

Для самовентилирующихся синхронных двигателей следует устраивать две точки атмосферы, расположенные между воздухоохладителями и собственными вентиляторами двигателя (ближе к послед-ш-1м). При этом вентилятор подпитки может быть общим для обеих точек атмосферы.

Полузамкнутая система вентиляции с включением электромашинного помещения и выбросом нагретого воздуха в подвал имеет ограниченное применение, потому что при этой системе через машину прогоняется более загрязненный воздух и температура в электромашинном помещении повышается за счет выброса в подвал нагретого воздуха. Полузамкнутую систему вентиляции применяют для машин средней мощности (до 1000 кВт) при наличии относительно чистой и холодной воды с температурой до 25° С, когда применение такой системы способствует поддержанию нужной температуры в электромашинном помещении (см. рис. 1-326 и 1-327).

Полузамкнутую систему вентиляции с выбросом нагретого воздуха в электрома-шинное помещение, как правило, не применяют, потому что при этой системе нагретый воздух увеличивает и без того высокую температуру воздуха.

Проточную систему вентиляции применяют, когда замкнутая или полузамкнутая система вентиляции не может быть осуществлена из-за отсутствия охлаждающей воды необходимой чистоты й низкой температуры и при небольшой загрязненности наружного воздуха. Преимуществом этой системы является отсутствие воздухоохладителей. Недостатком является необходимость фильтрации большого количества непрерывно обновляющегося воздуха, что требует больших затрат на фильтры и значительных площадей для их размещения. Такие системы вентиляции приводят к загрязнению машин, так как даже при высокой степени, очистки воздуха фильтрами количество пыли, заносимое в электрома-



[0] [1] [2] [3] [4] [5] [6] [7] [8] [9] [10] [11] [12] [13] [14] [15] [16] [17] [18] [19] [20] [21] [22] [23] [24] [25] [26] [27] [28] [29] [30] [31] [32] [33] [34] [35] [36] [37] [38] [39] [40] [41] [42] [43] [44] [45] [46] [47] [48] [49] [50] [51] [52] [53] [54] [55] [56] [57] [58] [59] [60] [61] [62] [63] [64] [65] [66] [67] [68] [69] [70] [71] [72] [73] [74] [75] [76] [77] [78] [79] [80] [81] [82] [83] [84] [85] [86] [87] [88] [89] [ 90 ] [91] [92] [93] [94] [95] [96] [97] [98] [99] [100] [101] [102] [103] [104] [105] [106] [107] [108] [109] [110] [111] [112] [113] [114] [115] [116] [117] [118] [119] [120] [121] [122] [123] [124] [125] [126] [127] [128] [129] [130] [131] [132] [133] [134] [135] [136]

0.0011