Классификация электрических машин

По способу крепления и конструкции подшипниковых узлов ГОСТ 2479-65 разделяет формы исполнения электрических машин на 8 групп. Условные обозначения каждой группы указаны в таблице 15.

Таблица 15 - Группы форм исполнения электрических машин

Стандарт распространяется на электрические машины общего и специального назначения и устанавливает условные обозначения форм исполнения машин для указания их в стандартах, каталогах, технических условиях и другой технической документации.

Все 8 групп форм исполнения электрических машин подразделяются на 49 видов, включающих в себя 161 форму исполнений.

Стандарт устанавливает также условные обозначения вала в зависимости от формы и количества выходных концов вала.

Условное обозначение формы исполнения электрической машины состоит из пяти знаков: первый знак - буква М, второй и третий знаки - обозначают вид, четвертый - исполнение машины, пятый - форму и количество выходных концов вала.

Пример условного обозначения формы исполнения электрической машины на лапах с двумя подшипниковыми щитами; крепление горизонтальное лапами вниз с одним концом вала; форма конца вала коническая: М101КГОСТ 2479-65

Агрегаты, состоящие из нескольких машин на общем валу в одном корпусе, обозначаются аналогично машинам основного исполнения.

Агрегаты, из нескольких машин на общем валу в разных корпусах обозначаются как машины основного исполнения, соединенные знаком плюс, например М221 + +М553+М553.

Машины, имеющие в условном обозначении третью цифру 0, работают в любом положении.

Наиболее распространенные виды электрических машин приведены в таблице 16.

Таблица 16 - Распространенные виды электрических машин

По степени защиты персонала от соприкосновения с токоведущими и движущимися частями, находящимися внутри машины, и попадания посторонних тел внутрь машины, а также степени защиты от проникновения воды внутрь машины распространяющемуся на машины электрические до 1000 В (кроме машин для работы во взрывоопасной среде и в особых климатических условиях - тропических, воздействии влажности, инея, химических реагентов, плесневых грибов и т. п.), имеются следующие исполнения:

1. Открытая электрическая машина (IP00 по ГОСТ 14254-69).

2. Защищенная от прикосновения и попадания посторонних предметов машина (IP10, IP20).

3. Каплезащищенная машина, защищенная от капель воды (IP01), защищенная от капель воды и от прикосновения и попадания посторонних предметов (IP11, IP21, IP12, IP22, IP13, IP23, IP43).

4. Машина, защищенная от брызг, прикосновения и попадания посторонних предметов (IP44, IP54).

5. Машина, защищенная от водяных струй, прикосновения, попадания посторонних предметов и вредных отложений пыли (IP55).

6. Машина, защищенная от захлестывания морской волной на палубе корабля, прикосновения, попадания посторонних предметов и вредных отложений пыли (IP56).

7. Машина, защищенная от проникновения воды внутрь при кратковременном погружении в воду (IP57).

8. Машина, защищенная от проникновения воды внутрь при неограниченно длительном погружении в воду (IP57).

Кроме того, выпускаются машины, предназначенные для работы во взрывоопасной среде и в особых климатических условиях:

9. Взрывозащищенная машина, предназначенная для работы во взрывоопасной среде и устроенная таким образом, что при взрыве газов внутри машины возникающее пламя не может проникнуть в окружающую среду.

10. Влагостойкая электрическая машина для работы при большой влажности.

11. Морозостойкая электрическая машина - для работы при возможном образовании инея.

12. Химостойкая машина - для работы при воздействии химических реагентов.

13. Тропическая электрическая машина - для работы при возможном образовании плесневых грибов.

По способу охлаждения электрические машины могут быть классифицированы по нескольким признакам:

В зависимости от наличия или отсутствия вентилятора различают:

1) машины с естественным охлаждением, не имеющие специальных вентиляторов (циркуляция охлаждающего воздуха осуществляется за счет вентилирующего действия вращающихся частей машины и явления конвекции). Этот тип охлаждения применяется обычно в открытых машинах;

2) машины с искусственным охлаждением за счет вытяжной (рисунок 51, е) или нагнетательной (рисунок 51, а, б, г, д) вентиляции, в которых движение охлаждающего нагретые части газа (обычно воздуха) или жидкости обеспечивается специальным вентилятором.

Рисунок 51 - Конструктивные схемы электрических машин с различными способами охлаждения

а - обдуваемая машина с самовентиляцией; б и г - продуваемая машина с самовентиляцией; в - обдуваемая машина с встроенным вентилятором; д - машина с разомкнутой нагнетательной независимой системой вентиляции, с забором воздуха снаружи по трубопроводу и выбросом наружу по трубопроводу; е - машина с замкнутой независимой системой вентиляции; ж - машина с разомкнутой системой самовентиляции с забором охлаждающего воздуха снаружи; 1 - охлаждаемая машина; 2 - двигатель независимого вентилятора; 3 - трубопровод для нагретого воздуха (газа); 4 - трубопровод для холодного воздуха (газа); 5 - газоохладитель, охлаждаемый водой.

Машины с искусственным охлаждением могут быть подразделены на следующие группы:

а) машины с самовентиляцией, имеющие вентилятор на валу (защищенные или закрытые - рисунок 51, а-г, ж);

б) машины с независимой вентиляцией, вентилятор которых приводится во вращение посторонним двигателем (обычно закрытые - рисунок 51, д, е).

В зависимости от того, какие части в машинах с искусственным охлаждением обдуваются воздухом, различают:

1) обдуваемые машины (рисунок 51, а) - закрытые машины, в которых осуществляется принудительное охлаждение только внешней наружной поверхности машины, иногда специально развитой при помощи выступающих ребер (малые машины);

2) продуваемые машины (рисунок 51, б, г - ж) - защищенные или закрытые машины, в которые воздух попадает извне, омывает нагретые поверхности активных частей (обмоток и магнитопровода) и затем выбрасывается наружу (средние и крупные машины);

В обдуваемых закрытых машинах обычно при помощи встроенных вентиляторов усиливают циркуляцию воздуха внутри машины для интенсификации переноса тепла от активных частей, в которых выделяются потери, к частям, наружная поверхность которых охлаждается внешним обдувом (закрытые машины средней мощности для работы в пыльных помещениях, рисунок 51, в).

В зависимости от направления движения охлаждающей средыотносительно активных частей в машинах с внутренней вентиляцией различают:

1) машины с аксиальной вентиляцией (внутренняя вентиляция - рисунок 51, в);

2) машины с аксиально-радиальной вентиляцией (рисунок 51, г);

3) машины с радиальной вентиляцией (рисунок 51,б).

В зависимости от способа охлаждения нагретого в машине газа(обычно воздуха) различают:

1) машины с разомкнутой, или протяжной, системой вентиляции - защищенные или закрытые машины, в которых охлаждающий газ засасывается из окружающего помещения или снаружи и выбрасывается в окружающее помещение или наружу.

Для машин малой и средней мощности, работающих в просторных помещениях с чистым воздухом, источником и местом выброса охлаждающего воздуха является помещение, в котором установлена машина (рисунок 51, б, г).

Забор воздуха снаружи (из атмосферы) по трубопроводу и выброс его в окружающее помещение применяются в закрытых машинах, работающих в помещениях с загрязненным воздухом (рисунок 51,ж).

Забор воздуха из окружающего помещения и выброс наружу по трубопроводу применяются в мощных машинах во избежание чрезмерного нагрева помещения.

Забор воздуха снаружи (из атмосферы) по трубопроводу и выброс его наружу по трубопроводу применяются в крупных машинах (например, гидрогенераторах), установленных в местностях с чистым воздухом, во избежание чрезмерного нагрева воздуха в помещении и движения его с большой скоростью (рисунок 51, д);

2) машины с замкнутой системой вентиляции - закрытые машины, в которых циркулирует постоянный объем воздуха или другого газа, например водорода, охлаждаемого в газоохладителе водой (рисунок 51, е). Газоохладитель иногда встраивается в машину.

В зависимости от того, какое вещество применено в качестве охлаждающей среды, различают машины с воздушным, водородным, масляным, водяным охлаждением. В одной машине могут быть применены одновременно несколько охлаждающих веществ (например, водородное охлаждение ротора и масляное охлаждение статора турбогенератора).

Если охлаждение обеспечивается за счет испарения жидкости, то система охлаждения называется испарительной.

В зависимости от способа охлаждения обмоток различают:

1) поверхностное (косвенное) охлаждение, при котором охлаждающий газ или жидкость непосредственно не соприкасается с медью обмотки;

2) внутреннее (непосредственное) охлаждение, при котором охлаждающий газ или жидкость либо соприкасается с медью обмотки, либо протекает по специальным охлаждающим каналам, выполненным в виде встроенных в обмотку тонкостенных коробок из немагнитного материала, покрытых тонким слоем изоляции. Система внутреннего охлаждения применяется в высокоиспользованных электрических машинах большой мощности (например, крупные турбо- и гидрогенераторы; особо мощные и уникальные асинхронные короткозамкнутые двигатели).