CC BY
8УДК 620.9
Рубцов А.Р.
Оренбургский государственный университет (г. Оренбург, Россия)
ОСОБЕННОСТИ РАСЧЕТА И ЭФФЕКТИВНОСТИ САМОВЕНТИЛЯЦИИ АСИНХРОННЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ
Аннотация: асинхронные двигатели являются наиболее распространенными электродвигателями в различных отраслях промышленности и хозяйства. Они потребляют приблизительно 70% всей электроэнергии направленной на преобразование в кинетическую энергию. Такое широкое распространение связано с их высокой надёжностью, простотой обслуживания и относительно низкой стоимостью. Однако в процессе работы такие двигатели ощутимо нагреваются, при этом ухудшаются их энергетические характеристики. При слишком высоких значениях температуры страдает также изоляция обмоток, что в итоге приводит к поломке двигателя.
Ключевые слова: асинхронный двигатель, самовентиляция.
Существует несколько способов охлаждения асинхронных электродвигателей. Наиболее оптимальный способ охлаждения большинства электродвигателей - самовентиляция установленной на валу двигателя крыльчаткой. Это простой, дешевый, не требующий использования дополнительных аппаратов и устройств, способ охлаждения, который подходит очень широкой номенклатуре электродвигателей малой мощности [2].
На рисунке 1 представлена схема самовентиляции асинхронного электродвигателя с короткозамкнутым ротором. Как видно из схемы, воздух втягивается со стороны кожуха вентилятором, установленным на валу двигателя. Далее вентилятор нагнетает воздух вдоль рёбер охлаждения, где он забирает тепло с корпуса машины и отводит его в окружающую среду.
Однако этот способ охлаждения не лишен своих недостатков. Одна из его проблем состоит в том, что расчёт вентилятора в данной системе охлаждения осуществляется приближённым методом и, в основном, привязан к главным размерам машины [1]. При этом конструкция вентилятора оказывает большое влияние на эффективность всей системы охлаждения. Такой подход к проектированию является недостаточно точным.
В данной системе охлаждения критическое влияние на эффективность оказывает температура окружающей среды. При проектировании отталкиваются от температуры - 40оС. Однако, электродвигателям приходится работать, как в условиях более низких температур (что является скорее положительным фактором), так и в условиях более высоких температур. В таких условиях самовентиляция может не справиться с отводом тепла.
Рисунок 1. Схема направления воздушных потоков асинхронного электродвигателя
Самой главной проблемой данного способа охлаждения является прямая зависимость скорости вращения вентилятора от скорости вращения ротора. Следовательно, количество потребляемого вентилятором воздуха напрямую
зависит от скорости вращения ротора. А поскольку именно воздух является хладагентом, то количество потребляемого вентилятором воздуха напрямую влияет на эффективность охлаждения электродвигателя [3,4].
м/с
□.□88
].06б
0.0«
0.022
о
/Г
/
/ / /
/ /
/ /
О 600 1200 1800 о5/мин 3000
Рисунок 2. Зависимость расхода воздуха от скорости вращения ротора, при количестве лопастей вентилятора: 4, 6, 7.
Повлиять на объем потребляемого двигателем воздуха возможно, подобирая различные конструкции вентиляторов. На базе Оренбургского государственного университета проводились исследования влияния конструкции вентилятора на объем воздуха потребляемый электродвигателем. В ходе эксперимента испытывались вентиляторы с различным количеством лопастей. Не которые результаты исследований приведены на рисунке 2.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ:
1. Исследование вентиляторов электрических машин / В.И. Виноградов -Ленинградское отделение, «Энергия», 1970.
2. Исследование влияния климатических факторов на интенсивность отказов электрических машин / М. П. Саликов, И.И. Ямансарин, А.С. Безгин, Д.В. Сурков // Известия вузов. Электромеханика, 2018. - Т. 61, № 1. - С. 40-45.
3. Проектирование асинхронных двигателей с короткозамкнутым ротором: учебное пособие / А.М. Кутарёв; Оренбург: ОГУ, 2018.
4. Проектирование электрических машин / Под редакцией И.П. Копылова -Москва, «Энергия», 1980.
5. Усовершенствование систем охлаждения электродвигателей / Саликов М.П., Ямансарин И.И. В сборнике: Энергетика: состояние, проблемы, перспективы. Труды IX Всероссийской научно-технической конференции. 2018. С. 249-251.
Rubtsov A.R.
Orenburg State University (Orenburg, Russia)
FEATURES OF CALCULATION AND EFFICIENCY OF SELF-VENTILATION OF ASYNCHRONOUS MOTORS
Abstract: asynchronous motors are the most common electric motors in various industries and enterprises. They consume approximately 70% of all electricity directed to conversion into kinetic energy. Such a wide distribution is due to their high reliability, ease of maintenance and relatively low cost. However, during operation, such engines noticeably heat up, while their energy characteristics deteriorate. If the temperature values are too high, the insulation of the windings also suffers, which eventually leads to engine failure.
Keywords: asynchronous motor, self-ventilation.
