Выбор системы вентиляции

Заманчивым является создание машины с кожухом, позволяющим разделить поток воздуха внутри машины так, чтобы меньшая часть воздуха, охлаждающая коллектор - основной источник образования пыли, была выделена из общей замкнутой системы вентиляции машины в отдельный тракт, на пути которого установлены небольшие кассетные фильтры, обеспечивающие очистку воздуха, наиболее загрязненного щеточной пылью. Небольшие по размерам фильтры можно разместить в пределах фундамента, не увеличивая его размеров. Воздух, очищенный после коллектора в специальном фильтре, снова включается в замкнутый процесс охлаждения машины.

Локальный фильтр коллектора уменьшает осаждение щеточной пыли на обмотках машины и, следовательно, способствует увеличению сопротивления изоляции обмоток по сравнению с фильтрами, установленными на полный объем воздуха, циркулирующего в системе.

Такие машины известны в зарубежной практике. Некоторые зарубежные фирмы для вентиляции двигателя постоянного тока мощностью 1750 кВт используют разделение воздушных потоков в машине на две части: большая направляется для охлаждения якоря машины, а меньшая - на продув коллектора. После коллектора воздух удаляется в цех или наружу. Система снабжена добавочным вентилятором для отсоса воздуха от коллектора. Воздух, выведенный из замкнутой системы для охлаждения коллектора или компенсирующий утечки через различные неплотности в машине, восполняется поддувной вентиляцией (через фильтр), обязательной в этом случае. Однако поступление в замкнутую систему наружного воздуха существенно увеличивается (до 25-30%), что по условиям загрязнения машин приближает такую систему к проточной системе вентиляции.

Поэтому более целесообразно забирать воздух для охлаждения коллектора не из замкнутой системы, а снаружи, применив для этого вытяжной вентилятор небольшой производительности, рассчитанный лишь на количество воздуха, необходимое для охлаждения коллектора. Вентилятор, вытягивающий воздух из околоколлекторного пространства, создает в кожухе коллектора разрежение, препятствующее засосу щеточной пыли в замкнутую систему, что часто имеет место при выделении коллектора из общей системы вентиляции. Характерным для рассматриваемой машины является ее конструктивное исполнение. Все вентиляционное оборудование (воздухоохладители, вентиляторы и т. п.) встроено в корпус машины и расположено над ней. Такое исполнение позволяет устанавливать машины рядом, что бывает необходимо, например, при близко расставленных клетях непрерывного прокатного стана.

Вентиляционное оборудование крупных электрических машин, например прокатных двигателей, обычно располагают в фундаментных ямах машин и в примыкающих к ним обширных пристройках. Нередко расстояния между машинами определяются не габаритами, а размерами фундаментов машин. Объем фундаментов вместе с вентиляционными установками (камерами и воздуховодами) иногда в несколько раз превышает объем, занимаемый машинами. Более прогрессивной является конструкция машины со встроенными в нее элементами вентиляционного оборудования, не требующая сооружения сложного фундамента.

Такая машина может быть установлена в электромашинном помещении, не имеющем подвала. В этом случае фильтры, воздухоохладители, вентиляторы и т. п. встроены в корпус машины и являются ее составными частями, что определяет с учетом воздушных каналов внешние формы машины. Такие машины известны в зарубежной практике. Эти машины характеризуются повышенными требованиями к их компактности и доступности всех частей оборудования для контроля, обслуживания и ремонта.

Примером удачного решения является реверсивный прокатный двигатель постоянного тока мощностью 4000 кВт с замкнутой системой вентиляции, изготовленный в ФРГ фирмой "АЭГ Телефункен". Отдельная система вентиляции обеспечивает подвод к коллектору неподогретого воздуха и удаление щеточной пыли. Такие машины почти полностью герметичны и снабжены контрольно-измерительной аппаратурой, а также датчиками температуры, влажности и расхода воздуха. В замкнутых системах вентиляции крупных машин постоянного тока для поддержания чистоты воздух, используемый для охлаждения коллектора, полностью отделяют от остального охлаждающего воздуха. Такие системы вентиляции машин называют "интегральными". Они имеют высокую монтажную готовность и повышенное качество всех элементов вентиляционной системы. Эти машины по своим размерам развиты в ширину. Однако, например, для близко расставленных клетей непрерывного прокатного стана может оказаться предпочтительным развитие размеров машины с "интегральной" системой вентиляции вверх, что и выполнено этой фирмой на ряде установок.

В зарубежной практике (США) известна так называемая идеальная 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. Такие системы вентиляции имеют большие преимущества перед системами, в которых коллектор не отделен по воздуху от общей системы вентиляции.

Раздельные системы вентиляции для якоря и коллектора машины позволяют не устанавливать фильтры в замкнутой системе вентиляции якоря, поскольку воздух, многократно обращающийся в полости машины, не загрязняется щеточной пылью. 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, находящейся под избыточным давлением. Это исключает просачивание щеточной пыли из околоколлекторного пространства в замкнутую систему через воздушный зазор по периметру коллектора.

В рассматриваемой системе вентиляции наружный воздух, компенсирующий утечки в замкнутом контуре системы, проходит трехкратную очистку, что значительно уменьшает его загрязнение, но приводит к установке дополнительных фильтров. Благоприятные результаты по очистке воздуха, достигнутые в этой системе, оправдывают установку фильтров в замкнутой системе вентиляции машины. Очистка воздуха в этом случае необходима в связи с загрязнением машины непрерывно поступающим через точку атмосферы наружным воздухом и -пыле-образованием от выветривания внутренних стен воздуховодов, что образует до 80% всей пыли (кроме щеточной), циркулирующей в системе. Это обстоятельство подтверждает необходимость установки фильтров в замкнутых системах вентиляции. Такая система вентиляции удовлетворяет всем требованиям, предъявляемым к установкам для охлаждения крупных машин.

Для подобной системы вентиляции необходимо соответствующее конструктивное исполнение машины, и в частности ее кожуха, а также оснащение системы приборами, позволяющими контролировать работу фильтров, регулировать распределение воздуха (с помощью регулируемых клапанов или жалюзей), определять скорость воздуха, его температуру и влажность. Все это помогает поддерживать систему вентиляции машины в хорошем состоянии и вполне оправдывает затраты.

Новости светотехники