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常用电机冷却方式

电机在使用过程中由于损耗的存在,使温度不断升高,如不能很好地对其进行冷却,会影响电机的使用寿命。高压电机的功率一般都较大,其损耗功率的值也就大,为了正常使用,冷却尤其重要。

对于开启式电机,一般采用环境空气直接进入电机内部进行冷却,冷空气将电机热量直接带走并排出到周围的环境中。空气在高压电机内部的行走路线主要有三种。一种是轴向,冷空气从电机一端进入,从另外一端排出。因只要一端装风扇,所以能装较大直径的风扇,冷却比较好,铁芯结构较紧凑。缺点是通风损耗较大,沿电机轴向的温度分布不均匀,一般用于容量较小的电机。

另一种是径向,冷空气从两端进入,从铁芯的径向通风道排出。其缺点是因两端均要装风扇,故风扇的外径只能小于转子的径。限制了风扇的能力,且需要有径向通风槽,使电机尺寸略大。优点是由于使用轴流风扇,通风效率较高,散热面积较大,沿高压电机轴向的温度较均匀。还有一种是轴向与径向复合通风,它是结合轴向与径向二者通风的优点而设计的,具有较好的通风冷却,且温度较均匀,但结构较复杂。

由于电动机使用的绝缘材料有对温度的限制,故电机冷却的任务是将电机内部损耗产生的热量散发掉,使电机各个部位的温升维持在标准规定的范围之内,并力求内部温度均匀化。

电机通常采用气体或者液体作为冷却介质,常见的有空气和水,对应的大家称之为空冷或者水冷。空冷常见的有全封闭空气冷却和开启式空气冷却;水冷常见的有水套式冷却和热交换器冷却。

交流电机标准IEC60034-6规定和说明了电机的冷却方式,采用IC代码来表示:

冷却方式代码 = IC+ 回路布置代号 + 冷却介质代号 + 推动方法代号

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一、常见的冷却方式

1、IC01 自然冷却 (表面冷却)

例如西门子紧凑型1FK7/1FT7伺服电机。注意:此类电机运行时表面温度较高,可能对周边设备和物料产生影响。故在某些行业应用时,应考虑通过电机的安装和适度的降容来规避电机温度的负面影响。

2、IC411 自扇冷却 (自冷)

IC411是通过电机自身的旋转来移动空气从而实现冷却的,空气的移动速度与电机速度相关。

3、IC416 强迫风扇冷却(强冷或独立风扇冷却)

IC416则含有独立驱动的风机,保证了风量的恒定而与电机的转速无关。

IC411和IC416是低压交流异步电机经常采用的冷却方式,是通过风扇吹电机表面散热筋来实现散热的。

1、电机的散热风扇类型

2、后倾离心式风机

3、径向离心式风机

4、轴流式(旋桨式)

风扇的设计是以最小的损耗获得最大的冷却效果为原则,多采用流线型曲面设计,以最大限度地提高风扇的通风效率,同时也降低了通风噪音。

4、水冷却

电机中大量损耗产生的热量经过电机的表面扩散到周围空气中。当电机在某一情况下工作时,为防止电机各部位过高的温升,有时在电机最热部分备有特别的通道或装有水的管子,电机内部的循环空气将内部的热带给被水冷却的表面。

5、氢气冷却

在高速电机(如汽轮发电机)中,采用氢气冷却。在密闭系统中,高出大气压百分之几的氢气靠内装风扇的作用在内部循环流通,依次流过电机的发热部分和用水冷却的管式冷却器。

6、油冷却

有些电机,其静止部分、甚至转动部分用油冷却,油循环流过电机内部和放在电机外的冷却器。

二、基于冷却方法的电机分类

(1)自然冷却的电机不用特殊的方法冷却电机各部分,仅靠转子自身转动带动空气。

(2)自通风的电机发热部分由内装风扇或由电机转动部分上附加的特种装置来冷却。

(3)外通风的电机(吹冷式电机)电机外表面用装在电机轴上的风扇产生的风来冷却,外面的空气不能进入电机里面的发热部分。

(4)用另外的冷却装备的电机冷却介质的循环由电机外面的特殊装置产生,如水冷柜、空冷柜和离心式涡流风机等。

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