Марка провода

Класс нагревостойкости изоляции

Нанмеиование провода

ПЭТ-155

ПЭТП-155 ПЭТ В

ПЭТВП ПСД

ДСДК ПЭТВСД

Провод медный круглый с полнэфиримидной изоляцией То же прямоугольный

Провод медный круглый с полиэфирной изоляцией

То же прямоугольный

Провод медный круглый илн прямоугольный с двухслойной изоляцией из бесщелочного стекловолокна с подклейкой и пропиткой нагревостой-ким лаком

То же с подклейкой н пропиткой кремнийорга-ническим лаком

Провод медный прямоугольный с иагревостой-кой эмалевой изоляцией и двухслойной обмоткой стекловолокном, подклейкой и пропиткой нагрево-стойким лаком

тактными кольцами в электрических машинах применяют щетки. Сырьем для изготовления щеток являются углеродсодержащие твердые компоненты (графит, сажа, кокс), связующие вещества (каменноугольная смола или пек) и металлические порошки (медь, олово, свинец). Применяя различные виды сырья и используя определенные технологические процессы изготовления, получают большую номенклатуру щеток с различными свойствами. Все щетки, применяемые в электрических машинах, разделяются на группы: металлографитную, угольно-графитную, графитную, электро-графитированную. Щетки каждой группы характеризуются общностью состава, методов изготовления и областей применения.

В табл. 2.2 приведены технические данные щеток, получивших наибольшее применение в электрических машинах общего назначения.

Графитные щетки применяются в генераторах и двигателях с облегченными условиями коммутации и на контактных кольцах. Электрографитированные щетки применяются в генераторах и двигателях со средними и затрудненными условиями коммутации и на контактных кольцах.

К обмоточным проводам, применяемым в электромашиностроении, предъявляются требования: малая толщина изоляционного слоя, высокая механическая прочность при одновременной гибкости провода и эластичности изоляции, электрическая прочность и нагревостойкость изоляционного покрытия, высокая теплопроводность, стойкость к растворителям.

Для изолирования проволоки применяются волокнистая, эмалевая или эмальволокнистая виды изоляции.

Наибольшее применение получили обмоточные провода, изолированные слоем органической эмали (эмалированные провода), и

провода с волокнистой изоляцией. При выборе обмоточного провода обычно отдают предпочтение проводам с эмалевой изоляцией, у которых толщина изоляционного покрытия в 1,5-3 раза меньше, чем у проводов с волокнистой и эмальволокнистой изоляцией.

Класс нагревостойкости эмалированных проводов зависит от свойств пропиточного лака. Например, провода марок ПЭТП и ПЭТВП, пропитанные лаком МЛ-92 и ПЭ933, имеют класс нагревостойкости В, а провода марки ПЭТ-155 и ПЭТП-155, пропитанные лаками ПЭ933 и КО-916к, имеют класс нагревостойкости F. В табл. 2.3 приведены марки и наименования обмоточных проводов, получивших наибольшее применение в электрических машинах общего назначения.

Глава третья

ВЕНТИЛЯЦИОННЫЙ и ТЕПЛОВОЙ РАСЧЕТЫ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ МАШИН

3.1. СПОСОБЫ ОХЛАЖДЕНИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ МАШИН

Преобразование энергии в электрической машине всегда связано с потерями. При этом все виды потерь в конечном итоге преобразуются в теплоту, которая вызывает нагревание машины. Номинальная мощность машины при ее заданных размерах и условиях работы ограничивается превышением температуры ее частей, которое не должно быть больше допустимых значений.

Температура частей электрической машины существенно зависит от эффективности их охлаждения: чем интенсивнее отвод теплоты, тем ниже их температура, а следовательно, тем выше номинальная мощность машины. Наибольшее применение в электрических машинах общего назначения получили два способа охлаладе-ния - естественное и искусственное.

Машины с естественным охлаждением не имеют вентиляторов или каких-либо других специальных устройств для охлаждения машины или ее отдельных частей. Циркуляция воздуха внутри такой машины создается вследствие вентилирующего действия вращающихся частей машины и явления конвекции (перенос теплоты потоками воздуха внутри машины).

Машины с искусственным охлаждением снабжены специальными устройствами - вентиляторами, создающими движение газа (воздуха или водорода), который, соприкасаясь с нагретыми частями машины, отбирает от них теплоту, т. е. охлаждает их. Значительную группу электрических машин составляют машины с самовентиляцией, у которых вентилятор расположен на валу либо предусмотрены лопатки на вращающихся частях машины (обмот-кодержателях, короткозамыкающих кольцах). Самовентиляция может быть наружной и внутренней. При наружной самовентиляции (способ охлаждения IC0141) обдувается внешняя ребристая

поверхность машины (рис. 3.1, а). Машину в этом случае выполняют закрытой (исполнение IP44), т. е. в ее корпусе не делают каких-либо специальных отверстий для сообщения внутренней полости машины с внешней средой.

Рис. 3.1. Системы вентиляции электрических машин:

а - самовентнляция иаружиая; б и в - самовентиляция внутренняя; г - независимая разомкнутая самовентнляция; 5 - независимая замкнутая вентиляция; / -охлаждаемая машина; 2 -двигатель вентилятора; 3 - трубопровод; 4 - газоохладитель

При внутренней самовентиляции (способ охлаждения IC01) в корпусе и подшипниковых щитах машины имеются специальные отверстия (исполнения IP22 и IP23), через которые хладагент проникает внутрь машины, охлаждает ее, а затем выбрасывается наружу (рис. 3.1, б и в).

В зависимости от направления движения охлаждающих потоков газа внутри машины различают вентиляцию радиальную и аксиальную.

При радиальной вентиляции (рис. 3.2, а) преобладает радиальное направление движения охлаждающего газа внутри машины (перпендикулярно оси вращения машины), а при аксиальной вентиляции-аксиальное (вдоль оси вращения машины) (рис. 3.2,6).

Для повышения эффективности охлаждения в некоторых электрических машинах предусматривают вентиляционные каналы для прохода охлаждающего газа. При радиальной вентиляции сердечники статора и ротора подразделяются на несколько пакетов (рис.

3.2,а), в промежутки между которыми к крайним листам пакетов приваривают распорки, называемые ветреницами. При вращении ротора ветреницы создают движение потоков охлаждающего газа через вентиляционные каналы.

Радиальная вентиляция обеспечивает равномерное охлаждение машины. Однако выполнение радиальных вентиляционных каналов усложняет конструкцию машины и ведет к увеличению ее габари-

Рис. 3.2. Радиальная (а) и аксиальная (б) системы вентиляции: / - статор; 2 - ротор

Рис. 3.3. Нагнетательная (а) и вытяжная (б) системы вентиляции

тов и стоимости. При аксиальной вентиляции в машине предусматривают аксиальные вентиляционные каналы (рис. 3.2,6). Конструктивно выполнение аксиальных вентиляционных каналов проще, ем радиальных. Однако аксиальная вентиляция не обеспечивает равномерного охлаждения машины, так как охлаждающий газ, продвигаясь вдоль машины, постепенно нагревается.

Иногда в машине применяют радиально-аксиальную вентиляцию (рис. 3.1, в).

В машинах средней и большой мощности применяют независимую (принудительную) систему вентиляции (рис. 3.1,г и д), когда охлаждающий газ подается в машину специальным вентилятором с собственным электроприводом (способы охлаждения IC05 и JC37).

Система вентиляции может быть разомкнутой, когда газ (воздух) нагнетается в машину, а затем выбрасывается наружу (рис. 3.1, г), и замкнутой, когда в герметически закрытой машине циркулирует постоянный объем газа (воздуха или водорода), охлаждаемого в специальном газоохладителе (рис. 3.1, 5). Замкнутую

систему вентиляции обычно применяют в машинах большой мощности.

Как при аксиальной самовентиляции, так и при независимой вентиляции от направления, в котором проходит газ в машине по отношению к вентилятору различают вентиляцию нагнетательную (рис. 3.3, а) и вытяжную (рис. 3.3, б).

При нагнетательной вентиляции воздух сначала попадает на вентилятор, а затем проходит по вентиляционным каналам машины и выбрасывается наружу. Вследствие трения о лопатки вентилятора происходит подогрев воздуха, поступающего внутрь машины, примерно на 3-8 °С. Для компенсации этого подогрева необходимо увеличить на 15-20 % расход воздуха.

При вытяжной вентиляции в машину поступает воздух, имеющий температуру охлаждающей среды. Исходя из изложенного, предпочтение следует отдавать вытяжной вентиляции.

3.2. ТЕПЛОВОЙ РАСЧЕТ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ МАШИН

Для обеспечения надежной работы электрической машины в течение установленного срока службы необходимо, чтобы температура отдельных частей машины (обмотки, магнитопровода, коллектора и т. д.) не превышала допустимых значений, установленных ГОСТ 183-74.

Предельно допустимые превышения температуры частей электрических машин общего назначения для классов нагревостойкости изоляции В, F и Н при различных методах измерения и при температуре окчаждающей среды 40 °С указаны в табл. 3.1. Предельно допустимая температура для какой-либо части машины определяется суммой превышения температуры по табл. 3.1 и температуры охлаждающей среды 40 °С.

При проектировании электрической машины после электромагнитного расчета и определения всех размеров машины необходимо выполнить тепловой расчет. Задача этого расчета состоит в определении превышения температуры различных частей машины. Результаты теплового расчета показывают правильность выбора электромагнитных нагрузок и подтверждают целесообразность применения в машине электроизоляционных материалов выбранного класса нагревостойкости.

Электрические машины общего назначения обычно предназначаются для продолжительного режима работы. Для этих машин ведут расчет установившегося теплового режима, когда превышение температуры всех частей машины не меняется и теплота, выделяющаяся в машине, полностью рассеивается в окружающую среду.

Известно, что распространение теплоты происходит от источника теплоты в направлении уменьшения температуры. При этом тепловой поток проходит через различные материалы, теплопроводность которых (способность пропускать тепловой поток) неоди-

Неизолированные об-мбткн непрерывно замкнутые на себя; .

сердечники и другие стальные части, не соприкасающиеся с изолированными обмотками

Сердечники и другие стальные части, соприкасающиеся с изолированными обмотками

Превышение температуры этих частей не должно достигать значений, которые создавали бы опасность повреждения самих элементов и соседних частей

80 100 - 100 125 - 125