Назначение и устройство
вентиляционных систем
Для нормальной работы электрических машин
и аппаратов, ох-
лаждения кузова в летнее время, обеспечения избыточного давле-
ния в кузове с целью предотвращения попадания в него пыли и
снега во время движения, а также для охлаждения воды, циркули-
рующей в водяной системе дизеля, на ТПС применяют принуди-
тельную вентиляцию.
Вентиляторы на тепловозах приводятся в
действие электродви-
гателями и засасывают воздух извне через воздухозаборные устрой-
ства. Воздух, проходя воздухозаборные устройства, очищается от
влаги, снега и пыли, а затем попадает в воздуховоды для охлажде-
ния электрических машин и аппаратов.
13.1.1.
Назначение систем охлаждения электрических машин
и аппаратов тепловозов
Все потери тяговых электрических машин и
аппаратов в конеч-
ном счете превращаются в тепловую энергию. Если бы эта энер-
гия не отдавалась в окружающее пространство, она вызывала бы
непрерывное повышение температуры частей машины при рабо-
те, что, конечно, ограничило бы возможность ее продолжительно-
го использования. Чем большая часть тепловой энергии переходит
от машины в окружающее пространство, тем при прочих равных
условиях меньше нагреваются ее части.
При высоких температурах происходит
интенсивное старение
изоляционных материалов, а также нарушается монолитность та-
ких узлов тяговых электрических машин, как коллекторы, моно-
блочные полюсные системы и др. Для каждого изоляционного ма-
териала существует определенный температурный уровень, превы-
шение которого на 5—10 % приводит к сокращению срока службы
изоляции и всей машины в целом в 2 раза. Действующие стандар-
ты на тяговые электрические машины устанавливают предельные
ограничения
превышения температур обмоток. Международные и
отечественные стандарты классифицируют изоляционные матери-
алы на семь классов: Y, А, Е, В, F, Н, С. Для тяговых электриче-
ских машин используют четыре класса изоляции.
|
|
В
|
F
|
Н
|
С
|
|
tmaxдля
обмотки якоря, °C
|
120
|
140
|
160
|
Свыше 180
|
|
tmaxдля обмотки возбуж-
дения, °C
|
130
|
155
|
180
|
Свыше 180
|
Кроме того, низкие температуры увеличивают
жесткость пути,
и, как следствие, происходит увеличение динамического воздей-
ствия на тяговые электрические машины, особенно при опорно-
осевом подвешивании.
Повышение мощности тяговых электрических
машин требует
усиления отвода от них тепловых потерь. В настоящее время эту
задачу решают вентиляцией — продуванием охлаждающего возду-
ха через машину. Вентиляционный воздух воспринимает тепло на-
гретых частей машины, охлаждая их.
13. L2. Классификация систем охлаждения
Движение охлаждающего воздуха внутри
тяговых машин обес-
печивают вентиляторы. В зависимости от места установки венти-
ляторов и способа их вращения различают системы независимой
вентиляции, самовентиляции и смешанной вентиляции. При неза-
висимой вентиляции вентилятор устанавливают вне вентилируемой
им машины (обычно в кузове тепловоза) и приводят его во вра-
щение или специальным электродвигателем, или от раздаточного
редуктора дизеля. При самовентиляции вентилятор устанавливают
на якоре вентилируемой машины, и он является его конструктив-
ным элементом. Системы смешанной вентиляции, в которых наряду
со смешанным вентилятором имеется и встроенный якорный вен-
тилятор, также применяют на тепловозах. Якорные вентиляторы в
таких системах выравнивают распределение потоков охлаждающе-
го воздуха внутри машины.
При независимой вентиляции количество
охлаждающего воз-
духа, поступающего в машину за единицу времени, практически
не зависит от частоты вращения якоря вентилируемой машины, а при самовентиляции
подача вентилятора Q.т.е. расход охлаждаю-
щего воздуха, изменяется прямо пропорционально частоте враще-
ния п якоря этой машины:
01 / Q2 = п\ / Л2*
По месту забора вентилирующего воздуха
системы охлаждения
делят на системы с внутренним (из кузова тепловоза) и наружным
забором воздуха. Наружный забор воздуха — воздухозаборник —
может располагаться на крыше тепловоза или боковых стенах ку-
зова, причем на одной или обеих сторонах кузова. Однако при не-
благоприятных атмосферных условиях предусматривают возмож-
ность кратковременного перехода на внутренний забор воздуха.
По степени очистки воздуха от пыли и
атмосферных осадков
системы могут быть без специальных устройств для очистки возду-
ха, с простейшими устройствами, например жалюзийные устрой-
ства, и более совершенными устройствами, очищающими воздух.
По степени подачи воздуха различают индивидуальные,
группо-
вые и централизованные системы.
По степени регулирования расхода
охлаждающего воздуха сис-
темы могут быть без регулирования, с сезонным и автоматическим
регулированием.
Регулирование расхода воздуха может быть
дроссельным и ре-
гулированием производительности вентилятора. При регулиро-
вании производительности вентилятора обычно изменяют часто-
ту вращения приводного двигателя, но и могут изменять и аэро-
динамические характеристики вентилятора (с помощью поворот-
ных лопаток и т.п.).
1.1.3.
. Требования к системам охлаждения
Требования к системам охлаждения сводятся
к следующему:
— высокая надежность систем охлаждения в
тяговых электриче-
ских машинах, так как из-за перегрева изоляции может произойти
короткое замыкание и разрушение машины;
— предотвращение попадания в электрические
машины загряз-
нений, что существенно влияет на их надежность;
—
обеспечение
работы тяговых электрических машин и аппара-
тов при исполнении У от —50 до +40 °C и при исполнении УХЛ
от -60 до +40 °C (ГОСТ 16350-80);
—
коэффициент
очистки воздуха от пыли с удельной поверх-
ностью 2800 см2/г — не менее 75—85 % при всех режимах рабо-
ты системы;
— коэффициент очистки воздуха от капельной
влаги и снега при
номинальном режиме — не менее 70 %;
— затраты мощности на работу системы — не
более 4—5 % эф-
фективной мощности тепловоза.
—
Ответы присылать на электронную почту: bakharev.6464mail.ru
|