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常用電機冷卻方式

電機在使用過程中由于損耗的存在,使溫度不斷升高,如不能很好地對其進行冷卻,會影響電機的使用壽命。高壓電機的功率一般都較大,其損耗功率的值也就大,為了正常使用,冷卻尤其重要。

對于開啟式電機,一般采用環(huán)境空氣直接進入電機內(nèi)部進行冷卻,冷空氣將電機熱量直接帶走并排出到周圍的環(huán)境中??諝庠诟邏弘姍C內(nèi)部的行走路線主要有三種。一種是軸向,冷空氣從電機一端進入,從另外一端排出。因只要一端裝風扇,所以能裝較大直徑的風扇,冷卻比較好,鐵芯結(jié)構(gòu)較緊湊。缺點是通風損耗較大,沿電機軸向的溫度分布不均勻,一般用于容量較小的電機。

另一種是徑向,冷空氣從兩端進入,從鐵芯的徑向通風道排出。其缺點是因兩端均要裝風扇,故風扇的外徑只能小于轉(zhuǎn)子的徑。限制了風扇的能力,且需要有徑向通風槽,使電機尺寸略大。優(yōu)點是由于使用軸流風扇,通風效率較高,散熱面積較大,沿高壓電機軸向的溫度較均勻。還有一種是軸向與徑向復合通風,它是結(jié)合軸向與徑向二者通風的優(yōu)點而設計的,具有較好的通風冷卻,且溫度較均勻,但結(jié)構(gòu)較復雜。

由于電動機使用的絕緣材料有對溫度的限制,故電機冷卻的任務是將電機內(nèi)部損耗產(chǎn)生的熱量散發(fā)掉,使電機各個部位的溫升維持在標準規(guī)定的范圍之內(nèi),并力求內(nèi)部溫度均勻化。

電機通常采用氣體或者液體作為冷卻介質(zhì),常見的有空氣和水,對應的我們稱之為空冷或者水冷??绽涑R姷挠腥忾]空氣冷卻和開啟式空氣冷卻;水冷常見的有水套式冷卻和熱交換器冷卻。

交流電機標準IEC60034-6規(guī)定和解釋了電機的冷卻方式,采用IC代碼來表示:

冷卻方式代碼 = IC+ 回路布置代號 + 冷卻介質(zhì)代號 + 推動方法代號

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一、常見的冷卻方式

1、IC01 自然冷卻 (表面冷卻)

例如西門子緊湊型1FK7/1FT7伺服電機。注意:此類電機運行時表面溫度較高,可能對周邊設備和物料產(chǎn)生影響。故在某些行業(yè)應用時,應考慮通過電機的安裝和適度的降容來規(guī)避電機溫度的負面影響。

2、IC411 自扇冷卻 (自冷)

IC411是通過電機自身的旋轉(zhuǎn)來移動空氣從而實現(xiàn)冷卻的,空氣的移動速度與電機速度相關(guān)。

3、IC416 強迫風扇冷卻(強冷或獨立風扇冷卻)

IC416則含有獨立驅(qū)動的風機,保證了風量的恒定而與電機的轉(zhuǎn)速無關(guān)。

IC411和IC416是低壓交流異步電機經(jīng)常采用的冷卻方式,是通過風扇吹電機表面散熱筋來實現(xiàn)散熱的。

1、電機的散熱風扇類型

2、后傾離心式風機

3、徑向離心式風機

4、軸流式(旋槳式)

風扇的設計是以最小的損耗獲得最大的冷卻效果為原則,多采用流線型曲面設計,以最大限度地提高風扇的通風效率,同時也降低了通風噪音。

4、水冷卻

電機中大量損耗產(chǎn)生的熱量經(jīng)過電機的表面擴散到周圍空氣中。當電機在某一情況下工作時,為防止電機各部位過高的溫升,有時在電機最熱部分備有特別的通道或裝有水的管子,電機內(nèi)部的循環(huán)空氣將內(nèi)部的熱帶給被水冷卻的表面。

5、氫氣冷卻

在高速電機(如汽輪發(fā)電機)中,采用氫氣冷卻。在密閉系統(tǒng)中,高出大氣壓百分之幾的氫氣靠內(nèi)裝風扇的作用在內(nèi)部循環(huán)流通,依次流過電機的發(fā)熱部分和用水冷卻的管式冷卻器。

6、油冷卻

有些電機,其靜止部分、甚至轉(zhuǎn)動部分用油冷卻,油循環(huán)流過電機內(nèi)部和放在電機外的冷卻器。

二、基于冷卻方法的電機分類

(1)自然冷卻的電機不用特殊的方法冷卻電機各部分,僅靠轉(zhuǎn)子自身轉(zhuǎn)動帶動空氣。

(2)自通風的電機發(fā)熱部分由內(nèi)裝風扇或由電機轉(zhuǎn)動部分上附加的特種裝置來冷卻。

(3)外通風的電機(吹冷式電機)電機外表面用裝在電機軸上的風扇產(chǎn)生的風來冷卻,外面的空氣不能進入電機里面的發(fā)熱部分。

(4)用另外的冷卻裝備的電機冷卻介質(zhì)的循環(huán)由電機外面的特殊裝置產(chǎn)生,如水冷柜、空冷柜和離心式渦流風機等。

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