Файл: Лекции для курсов Электрические машины и аппараты.docx

К классу С — неорганические изоляционные материалы, изготовленные без применения органических связывающих устройств.

Конструкционные материалы, применяемые для электрических машин

и трансформаторов

Их применяют для изготовления тех частей и деталей электрических машин и трансформаторов, которые служат главным образом для передачи и восприятия механических воздействий.

В электрических машинах применяются :

• 
  чугун,
  
• 
  сталь,
  
• 
  цветные металлы
  
• 
  сплавы цветных металлов
  
• 
  пластмассы.
  

---

Нагревание и охлаждение электрических машин итрансформаторов.

Режимы работы и потери энергии при работе электрических машин

Режим работы электрической машины или трансформатора при условиях, для которых они предназначены заводом-изготовителем, называют номинальным.

Такой режим характеризуется номиналь­ными величинами, указанными на заводском щитке машины или трансформатора.

Обычно электрические машины и трансформато­ры предназначаются для продолжительного режима работы, при котором они могут работать с установившимися превышениями температуры их отдельных частей над температурой окружающей среды, не превосходящими допускаемых общесоюзными стандар­тами.
При работе электрических машин и трансформаторов возника­ют потери преобразуемой ими энергии.

Эти потери складываются из следующих видов:

1. 
   электрические (потери в обмотках), идущие на нагревание протекающими токами проводов обмоток, сопротивлений переход­ных контактов на коллекторе или контактных кольцах;
   
2. 
   гистерезисные, возникающие в перемагничиваемыхферро­магнитных частях машин или трансформатора;
   
3. 
   потери на вихревые токи в частях машин и трансформаторов, находящихся в переменных магнитных нолях.
   
4. 
   механические, идущие на трение в подшипниках, о воздух (или газ), вращающихся частей машины, щеток о коллектор или контактные кольца;
   
5. 
   потери, затрачиваемые на вращение вентилятора, располо­женного на валу машины.
   

Способы охлаждения электрических машин.

Возникающие при работе электрических машин и трансформа­торов потери энергии превращаются в теплоту, нагревая отдельные их части.

Теплота должна быть рассеяна в окружающую среду, чтобы температура отдельных частей электрических машин и транс­форматоров не превышала допустимых пределов.
По способу охлаждения электрические машины подразделя­ются на:

1. 
   машины с естественным охлаждением, не имеющие специаль­ных устройств для охлаждения. Такие машины бывают малой мощ­ности, так как отвод тепла в них малоинтенсивен;
   
2. 
   машины с самовентиляцией, на валу которых помещают вен­тилятор, всасывающий или нагнетающий в машину при вращении ротора воздух и прогоняющий его через внутреннюю полость ма­шины.
   
3. 
   машины с посторонним охлаждением, в которых охлаждаю­щий воздух (или водород) прогоняется по трубам вентилятором. Такое охлаждение применяют для машин большой мощности.
   

---

В зависимости от того, в каком направлении движется охлаж­дающий воздух по телу ротора, различают две основные системы вентиляции:

• 
  радиальную
  
• 
  осевую.
  

При радиальной вентиляции охлаждающая среда перемещается в радиальном направлении от вала к периферии ротора через промежутки между пакетами сталь­ных листов, образующих сердечник ротора.

При осевой вентиляции в сердечнике ротора устраивают осевые каналы, сквозь которые прогоняется воздух параллельно валу машины.

Радиальная систе­ма вентиляции проста в конструктивном отношении и надежна, потери энергии на вентиляцию малы и теплоотдача равномерна. Однако она некомпактна и неустойчива в отношении количества протекающего через машину воздуха. В машинах малой и частич­но средней мощности лучшие результаты дает осевая вентиляция, а в машинах средней и большой мощности — радиальная.

Методы охлаждения трансформаторов

В трансформаторах используется:

• 
  воздушное (в сухих)
  
• 
  масля­ное охлаждение.
  

В сухих трансформаторах нагретые поверхности обмоток и магнитопровода отдают тепло омывающему их воздуху путем конвекции и излучения.

В масляных трансформаторах тепло­вая энергия передается в окружающую среду специальным транс­форматорным маслом, заливаемым в металлический бак, в котором помещен трансформатор.

Трансформаторное масло является хоро­шей охлаждающей средой и хорошим изоляционным материалом, который обеспечивает высокую электрическую прочность трансфор­матора при сравнительно малых изоляционных промежутках.

Способы защиты электромашин от влияния внешней среды.

По способу защиты от влияния внешней среды различают следующие исполнения машин:

• 
  от­крытое,
  
• 
  защищенное,
  
• 
  брызгозащищенное,
  
• 
  водозащищенное,
  
• 
  гермети­ческое
  
• 
  взрывобезопасное
  

Открытой считается машина, у которой вращающиеся и токоведущие части не имеют защитных приспособлений.

В защищенноймашине есть специаль­ные защитные приспособления, препятствующие проникновению внутрь машины посторонних предметов, а также защищающие от случайных прикосновений к токоведущим или вращающимся ча­стям.

---

В брызгозащищенноймашине есть специальные защитные приспособления, предохраняющие от попадания внутрь водяных капель, падающих сверху под углом до 45° к вертикали.

Водозащи­щеннойсчитается машина, закрытая со всех сторон (негерметически плотно) и выдерживающая испытание обливанием струей воды.

В герметической машине плотно закрытый корпус не допускает проникновения влаги внутрь машины при ее погружении в воду.

Взрывобезопасная машина должна противостоять взрыву газа внутри машины и не передавать его во внешнюю среду.

---

Лекция 2

устройство и принцип действия электрических машин постоян­ного тока

1. 
   Устройство МПТ
   
2. 
   Принцип действия МПТ
   

Устройство машины постоянного тока

Общее устройство машины постоянного тока.

Машина постоянного тока состоит из неподвижной части — статора и вращающейся части - якоря, в котором происходит процесс преобразования механической энергии в электрическую (генератор) или обратно — электрической энергии в механическую (электродвигатель).Между неподвижной и вращающейся частями имеется зазор.



Рис. 5.1. Общее устройство машины постоянного тока.

На рисунке:

1. 
   вал
   
2. 
   задний подшипниковый щит
   
3. 
   коллектор
   
4. 
   щеткодержатель со щетками
   
5. 
   якорь
   
6. 
   сердечник главного полюса
   
7. 
   обмотка главного полюса
   
8. 
   станина
   
9. 
   передний подшипниковый щит
   
10. 
    вентилятор
    
11. 
    обвязка обмотки якоря
    
12. 
    лапы
    

Устройство статора
Статорсоздает магнитный поток, необходимый для работы двигателя.
Основными частями статора являются (см. рис.5.2):

1. 
   станина
   
2. 
   главные полюса с обмотками
   
3. 
   добавочные полюса с обмотками
   
4. 
   лапы станины
   

Рис.5.2. Статор двигателя постоянного тока
Станина представляет собой полый цилиндр с внутренними конструктивными элементами для крепления главных и добавочных полюсов . С внешней стороны станина имеет лапы для установки и закрепления двигателя на фундаменте.

В верхней части станины установлен рым-болт для подъема и перемещения двигателя.

Устройство главных и добавочных полюсов

Главный полюс с обмотками (см. рис.5.3) представляет собой явнополюсный сердечник , набранный из листов электротехнической стали, на который насаживаются катушки последовательной и параллельной обмотками.

Для выравнивания воздушного зазора по окружности якоря главный полюс имеет полюсный наконечник особой формы.

---