Электродвигатель вентилятора системы охлаждения двигателя

Схема подключения вентилятора охлаждения ВАЗ

Приводятся все основные электросхемы и модификации подключения вентилятора охлаждения (ВО) жидкости в автомобилях ВАЗ различных моделей. В чём суть работы ВО? Электрический двигатель с крыльчаткой на валу установлен внутри прямоугольной металлической рамы, при помощи которой он крепится к тыльной стороне радиатора. При подаче напряжения (12 В) на контакты привода он начинает работать, вращая лопасти и создавая направленную струю воздуха, которая, собственно, и охлаждает тосол или антифриз.

Если не работает вентилятор охлаждения, не спешите обращаться в автосервис. Установить причину неисправности можно и самостоятельно. Тем более что для этого совсем не обязательно иметь специальные навыки — просто изучите справочный материал от 2shemi.ru и следуйте инструкциям по его проверке/замене.

Схема включения кулера ВАЗ 2104, 2105 и 2107

1. вентилятор радиатора
2. датчик температуры (находится на радиаторе снизу)
3. монтажный блок
4. реле зажигания
5. замок зажигания

А — к контакту «30» генератора.

Электровентилятор охлаждения ВАЗ 2106

1. датчик включения электродвигателя;
2. электродвигатель вентилятора;
3. реле включения электродвигателя;
4. основной блок предохранителей;
5. выключатель зажигания;
6. дополнительный блок предохранителей;
7. генератор;
8. аккумуляторная батарея.

Подключение вентилятора 2108, 2109, 21099

До 1998 года выпуска на автомобилях со старым монтажным блоком предохранителей 17.3722 (пальчиковые предохранители) в цепь вентилятора было включено реле 113.3747. После 1998 года такое реле отсутствует.

Так же до 1998 года применялся датчик включения ТМ-108 (температура замыкания его контактов 99±3ºС, размыкания 94±3ºС), после 1998 года ТМ-108-10 с аналогичными температурными диапазонами или его аналоги разных производителей. Датчик ТМ-108 работает только в паре с реле, усиленный под большой ток ТМ-108-10 может работать как с реле, так и без него.

Схема включения вентилятора охлаждения двигателя на ВАЗ 2109 с монтажным блоком 17.3722

1. Электродвигатель вентилятора
2. Датчик включения электродвигателя
3. Монтажный блок
4. Выключатель зажигания

К9 — Реле включения электродвигателя вентилятора. А — К выводу “30” генератора

Схема включения вентилятора охлаждения двигателя на ВАЗ 2109 с монтажным блоком 2114-3722010-60

1. Электродвигатель вентилятора
2. Датчик 66.3710 включения электродвигателя
3. Монтажный блок

А — К выводу “30” генератора

Схема включения ВО ВАЗ 2110

Схема включения вентилятора охлаждения ВАЗ 2110 на карбюраторных и инжекторных автомобилях отличается. На автомобилях с карбюраторным двигателем, для этого используется термобиметаллический датчик ТМ-108, а на автомобилях с инжекторным двигателем управление осуществляет контроллер.

Схема на 2113, 2114, 2115 инжектор и карбюратор

Где находится реле вентилятора

4 – реле электровентилятора;
5 – реле электробензонасоса;
6 – главное реле (реле зажигания).

Внимание: порядок следования реле и предохранителей может быть произвольным, ориентируемся по цвету проводов. Поэтому находим реле от которого отходят тонкий розовый с черной полосой провод, идущий от главного реле (контакт 85*)(не путать с тонким, красным с черной полосой проводом, идущим от контроллера) и толстый силовой белый с черной полосой провод (контакт 87) (белый и розовый нужные нам провода), это и есть реле вентилятора.

Если вентилятор охлаждения не работает

Для привода вентилятора устанавливается электродвигатель постоянного тока с возбуждением от постоянных магнитов МЭ-272 или аналогичные ему. Технические данные электровентилятора и датчика включения вентилятора:

• Номинальная частота вращения вала электродвигателя с крыльчаткой, 2500 – 2800 об/мин.
• Потребляемая сила тока электродвигателя, 14 А
• Температура замыкания контактов датчика, 82±2 град.
• Температура размыкания контактов датчика, 87±2 град.

Вентилятор системы охлаждения может не включаться из-за:

• неисправности электропривода;
• перегоревшего предохранителя;
• неисправного термостата;
• вышедшего из строя термодатчика включения кулера;
• неисправного реле ВО;
• обрыва электропроводки;
• неисправной пробки расширительного бачка.

Для проверки самого электродвигателя вентилятора VAZ подаем на его выводы напряжение 12 В от аккумуляторной батареи – исправный мотор заработает. Если причина неполадки в вентиляторе, его можно попытаться отремонтировать. Проблема, обычно, заключается в щетках или подшипниках. Но случается что электродвигатель выходит из строя вследствие замыкания или обрыва в обмотках. В таких случаях лучше заменить весь привод.

Предохранитель ВО находится в монтажном блоке моторного отсека автомобиля и имеет обозначение F7 (20 А). Проверка производится с помощью автомобильного тестера, включенного в режиме пробника.

1. В автомобиле с карбюраторным мотором необходимо проверить датчик — включить зажигание и замкнуть между собой два провода, идущие к датчику. Вентилятор должен включиться. Если этого не произошло, проблема точно не в датчике.
2. Для инжекторных авто необходимо прогреть мотор до рабочей температуры, и рассоединить разъем датчика, отключив его от бортовой сети машины. В этом случае контроллер обязан запустить вентилятор в аварийном режиме. Электронный блок воспринимает это как сбой в системе охлаждения, и заставляет работать привод вентилятора в постоянном режиме. Если привод запустился – датчик неисправен.

Замена электровентилятора в авто

1. Ставим автомобиль на ровной поверхности, обездвиживаем его стояночным тормозом.
2. Открываем капот, отключаем минусовую клемму.
3. Ключом на 10 откручиваем крепления корпуса воздушного фильтра.
4. Отверткой ослабляем хомут воздуховода на датчике расхода воздуха и снимаем гофру.
5. Откручиваем саморезы, фиксирующие крышку корпуса воздушного фильтра, извлекаем фильтрующий элемент.
6. Ключом на 8 откручиваем крепление воздухозаборника и демонтируем его.
7. Ключом на 10, потом на 8 откручиваем гайки крепления кожуха вентилятора по периметру (всего 6 штук).
8. Отключаем колодку проводов на разъеме вентилятора.
9. Аккуратно извлекаем кожух вентилятора вместе с приводом.
10. Ключом на 10 откручиваем 3 болта, удерживающих электродвигатель на кожухе.
11. Ставим на его место новый.
12. Устанавливаем конструкцию на место, фиксируем, подключаем разъем.
13. Дальнейший монтаж производим в обратном порядке.

Модернизация схемы управления

Вентилятор охлаждения на десятке включается при тепературе 100-105°C, тогда как нормальной рабочей
температурой двигателя является 85-90°С, получается вентилятор включается при перегреве двигателя, что естественно сказывается негативно.

Эту проблему можно решить двумя способами: настроить температуру включения в «мозгах» или сделать кнопку. Мы остановимся на втором. Включение вентилятора с кнопки очень удобно: попал в затор — включил, выехал — выключил, и никого перегрева.

В салоне была установлена кнопка выбора режима работы вентилятора (отключен постоянно, включен постоянно, включение автоматически посредством датчика) — этот «тюнинг» не является обязательным, но будет очень полезным дополнением.

На контактах реле 87, 30, на проводе от аккумулятора к предохранителю и массе вентилятора будет большой ток и по этому там обязательно используем провода, сечением не менее 2 мм иначе более тонкий провод не выдержит и сгорит.

Видео — подключение и проверка ВО

НАЖМИТЕ ТУТ И ОТКРОЙТЕ КОММЕНТАРИИ

С реле (от кнопки принудительного вкл) на спирали от классической печки ,потом параллельно тм-108-10 в новые «мамки» по два провода, соответственно обороты ВО в 1,5 (через одну спираль) и в 2 раза (через две последовательно), в итоге ВО не слышен , не вибрирует и не разбивает подшипники вентилятора , в пробке и по городу хватает , за 90гр не выходит ,при буксовке тм-108-10 сам включится (то есть через спирали было 8 вольт , тм-108 замкнулся и стало 14 , так как подключен параллельно.) Работает 3 года на карб 2110.

Вентиляторы. Турбовентиляторы. Расчет и подбор вентиляторов

где ΔQ – количество тепла, передаваемое телу; m – масса тела; ΔT – разница температур; C – удельная теплоемкость.

Из приведенной формулы можно сделать важные выводы. Если ΔQ и С – величины постоянные, то чем больше ΔT , тем меньше m. И еще: количество тепла ΔQ, которое может быть передано от одного тела другому, прямо пропорционально разнице температур этих двух тел ΔT. Относительно теплообмена в радиаторе системы охлаждения это означает: чем больше разница температур охлаждающей жидкости и окружающего воздуха ΔT (Tж–Tв), тем меньший поток воздуха F, кг/с, требуется для охлаждения. Эта зависимость представлена на рис. 1. Из графика видно: когда температура окружающего воздуха приближается к температуре охлаждающей жидкости, т. е. ΔT уменьшается почти до нуля, требуемый поток воздуха стремительно увеличивается.

Этот и приведенные ниже графики построены на основе реальных испытаний.

Ветродуй

Ветродуй

Больше скорость — лучше охлаждение, но это верно лишь отчасти. По мере разгона, при прочих равных условиях, мощность двигателя и количество теплоты, «сбрасываемой» в систему охлаждения, растут почти по кубу скорости, а напор ветра — только по квадрату. Случается, при оптимальных 90–100 км/ч охлаждения хватает даже с грязным радиатором, а при максимальной скорости электровентилятор уже не выключается. До перегрева один шаг — лучше сбросить газ. Конечно, есть режимы движения и потяжелей — тоже связанные с отдачей большой мощности, но при малых скоростях, когда встречный поток слаб или его нет (при попутном ветре). Двигаясь на первой передаче в глубоком песке, на крутом подъеме горной дороги, буксируя по грязи другой автомобиль, без принудительного обдува радиатора не обойдешься! Его отказ — как приговор двигателю.

Есть два типа приводов вентилятора — механический (обычно клиноременной передачей) и электрический. У первого обороты крыльчатки и двигателя жестко связаны. При низких оборотах и большой нагрузке это опасно: обдув слаб. На других режимах вентилятор, постоянно вращаясь, неоправданно расходует мощность двигателя и топливо, а после пуска в мороз замедляет прогрев мотора. Более «сознателен» привод с вискомуфтой — он отслеживает температуру охлаждающей жидкости в радиаторе. Такую систему получил «УАЗ-Патриот».

Электровентилятор экономичней: работает, лишь когда это необходимо, причем его мощность в несколько раз меньше мощности механического вентилятора, раскрученного до максимальных оборотов. Но при малых оборотах двигателя и высокой нагрузке механический «ветродуй» уступает электрическому, последний эффективнее. При больших нагрузках и оборотах двигателя электровентилятор обычно уступает механическому — на высоких оборотах у последнего больше расход воздуха. Выбор типа — дело конструктора. Сегодня на легковых авто преобладают электровентиляторы.

В механическом вентиляторе вроде бы отказать нечему. Разве что лопасти кое-кто ухитрялся обламывать или от недосмотра рвался ремень. Последний чем только не заменяли в дороге! Да и как иначе, если на некоторых машинах он же приводит и помпу системы охлаждения. А поломки электровентилятора отличаются большим разнообразием.

Часто он не работает из-за отказа температурного датчика, о капризах которого (особенно на карбюраторных автомобилях, с датчиком в радиаторе) мы не раз говорили. Причины? Это, например, обгорание контактов датчика в дорожных пробках, когда он, многократно включаясь и отключаясь, приходит в негодность. Стабильней работает датчик в головке блока, как сделано на большинстве впрысковых автомобилей. Есть, впрочем, и исключения вроде инжекторных автомобилей ГАЗ с традиционным датчиком в радиаторе.

Некоторые умельцы, не доверяя датчику, ставят дополнительный выключатель, чтобы аварийно включить вентилятор, если потребуется. Наше отношение к идее неоднозначное. Как узнать, что пора его включить? Не дай бог, если датчик температуры и вправду врет или вы забывчивы. На взгляд автора, штатная система более привлекательна — есть резон поддерживать ее в исправном состоянии, а не городить огород.

Энергия, необходимая для создания воздушного потока заданной величины

Теперь рассмотрим зависимость энергопотребления привода вентилятора от величины воздушного потока и его скорости.

Как известно из классической механики, количество энергии, необходимой для приведения тела в движение, пропорционально скорости тела в квадрате:

где E – энергия; m – масса; v – скорость.

Применительно к системе охлаждения из этого уравнения следует: чтобы увеличить поток воздуха, проходящий через радиатор, необходимо увеличить скорость потока, если эффективная площадь радиатора остается неизменной.

Отношение величины воздушного потока и энергии, необходимой для создания этого потока, выражается «законом вентилятора»:

где Е1 – энергия, затрачиваемая для создания существующего воздушного потока; Е2 – энергия, необходимая для создания будущего воздушного потока; F1 – величина существующего воздушного потока; F2 – величина необходимого воздушного потока.

Из этого уравнения можно сделать важный вывод: энергия, необходимая для увеличения воздушного потока, пропорциональна отношению новой и старой величин потока в третьей степени. То есть, чтобы увеличить поток воздуха через радиатор в 2 раза, надо увеличить количество энергии в 8 раз (даже без учета возрастания аэродинамического сопротивления радиатора).

На рис. 2 изображена относительная зависимость между мощностью, потребляемой вентилятором, и величиной воздушного потока.

Принципы разработки систем охлаждения

Проектирование системы охлаждения обычно начинают с выбора максимальной рабочей температуры, т. е. максимальной температуры окружающего воздуха, при которой система охлаждения способна поддерживать температуру охлаждающей жидкости двигателя на заданном уровне.

После выбора максимальной рабочей температуры можно определить расчетный перепад температур ΔT в системе и величину необходимого воздушного потока. Чем выше выбранная максимальная рабочая температура, тем больше величина необходимого воздушного потока.

Проще говоря, если мы рассчитываем систему охлаждения для работы в средней полосе, взяв за максимум температуру окружающего воздуха +35 °С, нам потребуется менее мощный вентилятор, чем в случае, когда система охлаждения будет рассчитана на работу при +50 °С.

Для создания оптимальной по характеристикам системы охлаждения следует учитывать факторы, перечисленные далее.

Вентилятор ВАЗ 2103 системы охлаждения двигателя электрический с крыльчаткой.

Уважаемые покупатели, во избежание ошибок при отправке э лектровентилятора ВАЗ-2103 с крыльчаткой , в строке «Комментарий» указывайте модель вашего автомобиля, год выпуска.

На автомобилях ВАЗ 2103-2107, ВАЗ 2108-099, ВАЗ 2110 для обдува радиатора системы охлаждения воздухом предусмотрен электровентилятор 70.3730 . Он включается при срабатывании датчика-выключателя 37101Б, установленного в нижней части правого бачка радиатора. Ранее питание на электродвигатель вентилятора подавалось через реле. В этом случае применялся датчик температуры ТМ-108. В настоящее время схема электровентилятора упрощена и питание электродвигателя производится непосредственно через контакты датчика-выключателя. Датчик неразборный – в случае неисправности подлежит замене.

Система охлаждения двигателя ВАЗ 2106, 2103, 2101: 1 — шланг подвода охлаждающей жидкости в радиатор отопителя; 2 — шланг отвода охлаждающей жидкости из радиатора отопителя; 3 — кран отопителя; 4 — радиатор отопителя; 5 — трубка отвода жидкости; 6 — шланг отвода охлаждающей жидкости от впускной трубы; 7 — расширительный бачок; 8 — подводящий шланг радиатора; 9 — пробка радиатора; 10- верхний бачок радиатора; 11 — трубка радиатора; 12 — электровентилятор; 13 — нижний бачок радиатора; 14 — отводящий шланг радиатора; 15 — насос охлаждающей жидкости; 16 — шланг подачи охлаждающей жидкости в насос; 17- термостат; 18 — перепускной шланг термостата.

Электродвигатель 70.3730 – постоянного тока с возбуждением от постоянных магнитов. Установлен в кожухе, закрепленном на кронштейнах радиатора. При эксплуатации электродвигатель обслуживания не требует, неисправный подлежит замене.

Технические характеристики Электровентилятора системы охлаждения двигателя с крыльчаткой 70.3730

Подключение электровентилятора через реле: особенности и схемы

Настало лето, жаркая погода. Многие едут на дачу, путешествуют на машинах, часами стоя в пробках. Из-за жары электровентилятор легко может сгореть перегревшись. В такие дни данное устройство просто необходимо, чтобы радиатор с двигателем обдувались. Включается оно только в тот момент, когда происходит блокировка муфты. Но чтобы не ждать, когда это время наступит, можно сделать кнопку с принудительным включением, а как подключить вентилятор охлаждения в своей машине — узнаете ниже!

Схема подключения вентилятора радиатора

Датчик включения двигателя ставится на радиатор, имеющий у себя внизу небольшую пластину. От температуры она начинает нагреваться, двигая красный стержень, соединяющий контакты вместе. Один из контактов всегда соединяется с кузовом, уже через него скрепляясь с минусовой клеммой аккумулятора. Минус подается на электромагнит реле.

На другой контакт идет плюс при включении зажигания. Электромагнит притягивает к себе железку, соединяющую вместе контакты (30, 87) и на электровентилятор через предохранитель от генератора идет плюс, что заставляет всю конструкцию работать.

Электросхема вентилятора охлаждения происходит по следующему описанию:

1. Напряжение подается на электрический двигатель вентилятора охлаждения.
2. Далее, данный двигатель подключается к датчику включения этого устройства и коммутируется на массу.
3. При достижении температуры срабатывания, датчик замыкается — через цепь течет ток.
4. Вентилятор начинает работать!

Когда температура снижается у двигателя — датчик, соответственно, размыкается, ток прекращает течь, электровентилятор останавливается: происходит отключение системы.

Обратите внимание, что схема подключения вентилятора охлаждения через реле отличается тем, что весь заряд идет на массу. При его замыкании ток течет через первичную обмотку, контакты 87, 30 замыкаются — I начинает течь в цепи электродвигателя. При понижении температуры происходит обратный процесс.

Первичная обмотка подключается к плюсу 12 В на катушку зажигания. Провод тянется к 86 выводу реле. С 85 тянется на датчик вентилятора. С датчика включения провод приходится на массу. Получается минимум проводов, а реле находится в непосредственной близости от датчика включения.

Варианты схем

Схема включения вентилятора охлаждения с помощью реле зависит только от правильного соединения плюса с минусом, соответственно, проводов!

Как работает реле

Электровентилятор со временем начинает потреблять большое количество электроэнергии, в отличие от нового. Пусковые токи могут просто испортить выключатель температуры.

Основная задача реле — коммутация высоко токовых цепей с помощью низко токового управляющего сигнала.

Типичное реле представляет собой катушку на сердечнике, являющуюся электромагнитом и группу контактов, замыкающихся или размыкающихся между собой. Катушка срабатывает при очень низких значениях тока в несколько миллиампер. Пропускаемые контакты дают пройти через себя большие токи.

Обозначается реле на схеме буквой К с числовым индексом, показывая его порядковый номер и при помощи 2-х блоков: первый — электромагнит, второй — группа контактов.

Характеризуется оно следующими параметрами: напряжение, ток, при которых срабатывает реле, а также U, ток комутации: какую величину I он сможет пропускать по своим контактам. Превышать U нельзя — может возникнуть напряжение контактов, последующее их прилипание друг к другу.

Подключение вентилятора охлаждения через реле

Имеется электровентилятор, от него отходят 2 провода. Один ведет к термодатчику, другой — к реле. Дополнительно можно подключить лампочку контроля работы Карлсона через 87 контакт для лучшей визуализации, диагностики.

На крышке вы увидите обычную схему 4-х контактного реле, с помощью которого можно понять какие контакты являются электромагнитами:

• 30;
• 80;
• 87;
• 85.

По схеме подключения электровентилятора через реле 30 и 85 пускают на аккумулятор. На датчик вентилятора идут только минусовые провода. Если вы кинете к нему плюсовой — он у вас постоянно будет перегорать. На 2 минусовых провода подключается кнопка, чтобы замыкать цепь.

При разрыве тока на реле электровентилятора возникает искра, поэтому стали делать модели со встроенным диодом.

87 идет на фишку вентилятора, 80 — на датчик охлаждения. Плюсовой провод подцепляете сразу к вентилятору, кидая на массу.

Совет: 2 провода, отходящих от вентилятора лучше всего спаять (скрутить, заизолировать). Это нужно для того, те не повредеились, т.к. здесь могут проходить большие нагрузки, сам разъем находится в моторном отсеке, где присутствует влага, контакты окисляться, поэтому лучше перестрахуйтесь!

Для отдельного использования реле используется кнопка, фиксирующаяся при включении, она будет давать минус на 86 контакт, замыкая его. Протягивается она на рулевую колонку через магнитолу (можно попробовать спицей), в итоге получается принудительное включение вентилятора. Синий провод идет на массу, коричневый — на управляющие контакты.

Причины неисправности вентилятора

Первое, что нужно проверить — уровень тосола в расширительном бочке. При недостаточном уровне его температура может не достигнуть нужной точки, при которой включается датчик. При полной исправленной цепи питания вентилятор включаться не будет.

Если не будет открываться термостат, в него не сможет попасть горячий тосол. Это является причиной, по которой вентилятор неисправно работает.

Проверить, генерирует ли термостат — просто! Нужно прогреть двигатель до рабочей температуры, пощупав нижнюю часть радиатора — они должны быть горячими.

Можно приступать к проверке самого вентилятора и цепей его питания:

1. Снимите контакты с датчиков вентилятора.
2. Присоедините их друг к другу — вентилятор должен включиться. Если так произойдет — все исправлено.
3. Значит не включается вентилятор из-за датчика. Для проверки — нагрейте его до температуры включения (92 градуса) и посмотрите, замыкается ли цепь.
4. Посмотрите его предохранители (располагается в монтажном блоке).
5. Реле тоже нужно проверить: подключите его к аккумулятору по схеме, нарисованной на нем.
6. Если вентилятор все равно не включается — проведите осмотр его самого: подключите напрямую к автомобильной батарее.
7. Еще одна причина — сгорание дорожки монтажного блока. Когда она повреждается — появляется запах горелого.
8. На инжекторном двигателе проверьте целостность цепи.

Бывает такое, что вентилятор работает постоянно. Связано это с:

• термодатчиком;
• сломанным блоком;
• реле;
• замыканием цепи.

Охлаждение электродвигателей

Теплообмен – неотъемлемая часть работы электрического двигателя. Температура в его корпусе всегда повышена, что нестрашно металлическим элементам сборки, но может серьезно навредить (вплоть до полного разрушения) изоляции обмоток. Во избежание перегрева, способного привести к серьезной аварии, и применяется система охлаждения, которая обеспечивает быстрый отвод тепла и нормализует температуру электродвигателя. Чем эффективнее она работает, тем дольше прослужит оборудование без сбоев и ремонтов.

Перегрев электродвигателя и его последствия

Почему перегрев – это серьезный фактор риска? Повышенная температура внутри корпуса двигателя приводит:

• к повреждению керамических компонентов, которые используются для изоляции обмоток;
• высыханию пропиток;
• растрескиванию изоляционных материалов;
• потере диэлектрических свойств.

При негативном сценарии перегрев электродвигателя спровоцирует межвитковое замыкание, за которым последует потеря мощности и полная остановка двигателя. Чем выше будет температура по отношению к нормативной, чем дольше она будет воздействовать на элементы электродвигателя, тем быстрее будет снижаться ресурс оборудования.

Как показывает практика, в некоторых случаях повышение температуры на 10 градусов на протяжении длительного периода сократит срок службы двигателя в 2 раза. Если это превышение на 3–5–8 градусов, скорость потери ресурса снизится, но постоянный перегрев сократит срок его работы.

Самовентиляция

Устройство системы охлаждения электродвигателя может отличаться. Самый простой способ охлаждения электродвигателя – естественный, за счет отвода тепла вовне через отверстие в корпусе устройства. Такая система оправдывает себя в маломощных моделях, но недостаточна для профилактики перегрева.

Более эффективный вариант – самовентиляция. Такая система охлаждения электродвигателя реализована через нагнетание воздушного потока с помощью крыльчатки. Она увеличивает скорость отвода тепла, вырабатываемого подвижными деталями, чем предупреждает перегрев и обеспечивает нормальную работу оборудования. Устанавливается крыльчатка электродвигателя на его вал с нерабочей стороны.

Действует она по принципу ветряка, в некоторых моделях вентилятор охлаждения электродвигателя уже встроен в конструкцию ротора. Самовентиляция бывает наружной и внутренней.

• Наружная система охлаждения электродвигателя реализована за счет наличия на корпусе устройства с внутренней стороны специальных ребер, благодаря которым охлаждающий воздушный поток проходит вдоль всей поверхности стенок. В такой системе площадь соприкосновения увеличена, что обеспечивает эффективность профилактики перегрева.
• При использовании внутренней самовентиляции поток перемещается по специальным каналам между всеми подвижными элементами, обеспечивая непрерывную циркуляцию воздуха (температура «отбирается» сразу по мере выработки, нормальный температурный режим поддерживается постоянно, изоляция обмотки не страдает). Такая система охлаждения электродвигателя позволяет эксплуатировать его на протяжении всего жизненного цикла даже при высоких мощностях работы.

Самовентиляция – простой способ профилактики перегрева и сохранения нужной температуры в корпусе устройства – оправдана в моделях, чья частота вращения ротора постоянна. Если двигателю средней или высокой мощности нужна регулировка скорости, самовентиляция нему не подойдет, только принудительное охлаждение.

Принудительное охлаждение

Принудительное охлаждение двигателя тоже использует крыльчатки вентилятора, но работает последний уже не под действием потока воздуха, а от собственного мотора. Такое исполнение отменяет зависимость интенсивности прокрутки лопастей от электрического двигателя – вентилятор обеспечивает качественный отвод тепла при любом режиме его работы (в том числе на малой частоте оборотов ротора).

Принудительное охлаждение электродвигателя незаменимо в моделях с частотным преобразователем (или альтернативными регуляторами скорости вращения ротора). Оно тоже может быть реализовано по-разному.

Самой эффективной считается схема замкнутого типа с жидкостными охладителями воздуха. В ней поток циркулирует между элементами электродвигателя и воздухоохладителем, нагнетаемый мотором вентилятора, в закрытой системе. Охладитель, кроме отвода тепла, еще и чистит воздух, что тоже положительно сказывается на работке оборудования.

Электрический двигатель синхронного типа

Контроль нагрева и охлаждения электродвигателя отличается для моделей разного типа. В синхронных устройствах, например, преимущественно используют проточный или продуваемый вариант. Как он работает:

• воздух, который будет охлаждать механизмы, берется из внешней среды (рядом с местом установки электрического двигателя);
• он направленно подается в корпус устройства;
• нагретый поток отводится вовне.

Иногда применяется схема охлаждения электродвигателя, при которой отвод тепла производится через вентиляцию здания. В целях экономии средств воздух, нагреваемый установками высокой мощности, может применяться и для отопления других производственных или функциональных помещений (технология рекуперации).

Асинхронный электродвигатель

Температура асинхронных электродвигателей контролируется разными системами охлаждения. Здесь многое зависит от мощности устройства. Маломощные модели (мощность до 15 кВт) оснащаются наружной самовентиляцией или принудительным охлаждением. Более мощные механизмы используют схемы внутреннего охлаждения электродвигателя (часто – с замкнутым циклом, воздухоохладители при этом устанавливают и на корпус двигателя, и в фундамент под него).

Хладагенты

В некоторых случаях для повышения эффективности и ускорения отвода тепла в системе охлаждения электродвигателя воздух заменяют хладагентом. В роли последнего чаще всего выступает водород, который имеет теплоемкость в 7,1 раза выше, чем у воздушной массы.

Его использование более чем оправдано в замкнутых системах охлаждения электродвигателя большой мощности. Но такие системы не могут использоваться в механизмах общепромышленного применения из-за высокой стоимости их обслуживания. Потому для последних чаще применяют принудительное охлаждение с жидкостными теплообменниками («воздух-вода»).

Охлаждение промышленных электродвигателей

Нагрев любой электрической машины обусловлен преобразованием части электроэнергии в тепловую, трением отдельных конструктивных элементов, величиной нагрузки на валу. Учитывая то, что обмотки большинства промышленных электродвигателей могут работать при температуре, не превышающей 90-95 градусов, становится актуальным вопрос выбора эффективных систем охлаждения.

На практике применяют несколько конструктивных решений, способных обеспечить снижение температуры ЭД различных типов до нормируемых значений. Наибольшее распространение в промышленных электродвигателях средней и большой мощности получили следующие варианты.

Принципы самовентиляции электродвигателей

Самый простейший способ — естественное охлаждение двигателя, обеспеченное за счет передачи накопленного тепла в окружающий воздух через корпус электродвигателя. Но такой вариант приемлем только для маломощных модификаций, в промышленных установок подобного отвода тепла уже недостаточно.

В большинстве электродвигателей реализована схема охлаждения за счет самовентиляции. Благодаря созданию воздушных потоков скорость отвода тепла от нагретых деталей повышается на порядок. Для этой цели на вал двигателя с нерабочей стороны устанавливается крыльчатка, действующая по принципу обычного вентилятора. В отдельных случаях создание устойчивых воздушных потоков обеспечено конструкцией самого ротора. Различают два основных типа системы охлаждения:

Наружная самовентиляция — поток охлаждающего воздуха проходит вдоль поверхности корпуса электродвигателя, который для увеличения теплоотдачи имеет специальное оребрение. Увеличение площади соприкосновения позволяет обеспечить более эффективный отвод тепловой энергии.

Внутренняя самовентиляция — воздушный поток циркулирует между основными конструктивными элементами по специальным каналам. Благодаря такому решению тепловая энергия отбирается непосредственно с нагретых обмоток и деталей двигателя, что позволяет поддерживать требуемую температуру даже при работе с максимально допустимой мощностью.

Для большинства электродвигателей, работающих с постоянной частотой вращения ротора, этот вариант считается наиболее простым. Но, при в системах для которых требуется регулировка скорости, такой вариант уже неэффективен, и требуется применение принудительного охлаждения.

Принудительное охлаждение

Принцип системы заключается в том, что частота вращения крыльчатки вентилятора не зависит от режима работы самого двигателя. Вентилятор обеспечен отдельным двигателем. Поэтому, при работе в режимах с небольшим количеством оборотов ротора производительность системы охлаждения не снижается.

Особенно актуален такой тип охлаждения для электродвигателей с частотными преобразователями и другими регуляторами частоты вращения ротора. Практически все ЭД постоянного тока комплектуются охлаждающими устройствами такого же типа. При этом наиболее эффективным считают замкнутые системы охлаждения, в том числе и с жидкостными воздухоохладителями. Воздух при этом циркулирует по замкнутой системе между электродвигателем и воздухоохладителями, благодаря чему отпадает необходимость в его постоянной очистке.

Особенности систем охлаждения синхронных электродвигателей

В синхронных электродвигателях различной мощности чаще всего реализована проточного (продуваемого) типа. Воздух, необходимый для отвода тепла, забирается из машинного зала, проходит через ЭД, нагревается и удаляется за пределы рабочей зоны. В отдельных случаях применяют схемы, при которых охлаждающий воздух забирается непосредственно у места установки электродвигателя и отводится из рабочей зоны по вентиляционной сети. В отдельных случаях тепловую энергию воздуха используют в системах рекуперации, позволяющих организовать обогрев других производственных и бытовых помещений.

Системы охлаждения асинхронных двигателей

При небольшой мощности двигателей (обычно до 15 кВт) используется схема с наружным охлаждением, причем могут применяться системы как с самовентиляцией, так и с принудительным охлаждением. Для более мощных электродвигателей характерна схема с внутренним охлаждением.

Для асинхронных двигателей большой мощности чаще всего реализованы системы охлаждения с замкнутым циклом. При этом воздухоохладители могут монтироваться как в опорном фундаменте электрической машины, так и на ее корпусе.

Альтернативные способы охлаждения электродвигателей

Повысить эффективность работы систем можно за счет применения хладагентов с большей теплопроводностью. Так, в электрических машинах большой мощности реализованы системы замкнутого цикла с применением водорода, теплоемкость которого по сравнению с воздухом больше в 7,1 раз. Благодаря такому решению эффективность отвода тепла поднимается практически на порядок. Но, к сожалению, для промышленных электродвигателей средней и малой мощности такой поход нецелесообразен из-за больших эксплуатационных расходов. Большего внимания может заслуживать схема с принудительным охлаждением отведенного воздуха в теплообменниках типа «воздух – вода».