По способу охлаждения электрические машины могут быть классифицированы по нескольким признакам.
I. 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 (рис. 2, ё) или нагнетательной (рис. 2, а, б, г, д) вентиляции, в которых движение охлаждающего газа (обычно воздуха) или жидкости обеспечивается специальным вентилятором. Машины с искусственным охлаждением могут быть подразделены на следующие группы:
машины с самовентиляцией, имеющие вентилятор на валу (защищенные или закрытые, рис. 2, а, г, ж);
машины с независимой вентиляцией, вентилятор которых приводится во вращение посторонним двигателем (обычно закрытые, рис. 2, д, е).
II. В зависимости от того, какие части в машинах с искусственным охлаждением обдуваются воздухом, различают:
1) обдуваемые машины (рис. 2, а) — закрытые машины, в которых осуществляется принудительное охлаждение только внешней наружной поверхности машины, иногда специально развитой при помощи выступающих ребер;
2) продуваемые машины (рис. 2, б, г, ж) — защищенные или закрытые машины, в которые воздух попадает извне, омывает нагретые поверхности активных частей (обмоток и магнитопровода) и затем выбрасывается наружу.
В обдуваемых закрытых машинах обычно при помощи встроенных вентиляторов усиливают циркуляцию воздуха внутри машин 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, рис. 2, в).
III. В зависимости от направления движения охлаждающей среды относительно активных частей в машинах с внутренней вентиляцией различают:
1) машины с аксиальной вентиляцией (с внутренней вентиляцией, рис. 2, в);
Рис. 2. Конструктивные схемы электрических машин с различными способами охлаждения:
а — обдуваемая машина с самовентиляцией; б, 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; / — охлаждаемая машина; 2 — двигатель независимого вентилятора; 3 — трубопровод для нагретого воздуха (газа); 4 — трубопровод для холодного воздуха (газа); 5 — газоохладитель, охлаждаемый водой
2) машины с аксиально-радиальной вентиляцией (рис. 2, г);
3) машины с радиальной вентиляцией (рис. 2, б).
IV. 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 (рис. 2, 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 (рис. 2, ж).
Забор воздуха из окружающего помещения и выброс наружу по трубопроводу применяется 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 (рис. 2, д);
2) машины с замкнутой системой вентиляции — закрытые машины, в которых циркулирует постоянный объем воздуха или другого газа, например водорода, охлаждаемого в газоохладителе водой (рис. 2, е); газоохладитель иногда встраивается в машину.
V. В зависимости от того, какое вещество применено в качестве охлаждающей среды, различают машины с воздушным, водородным, масляным и 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.
VI. В зависимости от способа охлаждения обмоток различают
1) машины с косвенным (поверхностным) охлаждением, при котором охлаждающий газ или жидкость непосредственно не соприкасается с проводниками обмотки;
2) машины с непосредственным (внутренним) охлаждением, при котором охлаждающий газ или жидкость либо соприкасается с проводниками 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 крупных турбо- и гидрогенераторах, особо мощных и уникальных асинхронных короткозамкнутых двигателях.
