淺析高壓電機的冷卻
閨蜜大G搞電機設計多年,時不時會和Ms.參聊起一些煩心事。Ms.參發現最令大G煩心的就是電機的發熱問題。
電機發熱問題在研發生產新品過程中較常見,Ms.參也接觸過不少型式試驗時電機溫度階梯式升高溫升難以穩定的案例。結合該問題,Ms.參今天與大夥簡單談談電機的冷卻方法和通風散熱,解析各類電機通風冷卻結構,企圖能發掘一些避免電機過熱的設計技巧。
常見的冷卻方法
空氣冷卻
電機製造中主要採用空氣冷卻。由於轉子的轉動,帶動空氣吹拂電機的各部分,產生的自然冷卻對容量較小的電機已經足夠了。但在大多數電機中,必須採用內部或外部的通風裝置以加強冷卻。這時,空氣的循環可由內裝風扇(構成電機本身的一部分)或由其他機器拖動的單獨風扇產生。
單獨的風扇是普通的電動風扇或風機,由專業生產廠商製造。
內裝風扇和電機的其它部分等同,根據需要採用離心風扇和螺旋槳風扇。離心風扇總是把空氣從中部打向外周,與轉向無關;螺旋槳風扇當轉向改變時則將把空氣打向相反方向。設計時應很好掌握並善於應用。
水冷卻
電機中大量損耗產生的熱量經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,電機內部的循環空氣將內部的熱帶給被水冷卻的表面。
氫氣冷卻
在高速電機(如汽輪發電機)中,採用氫氣冷卻。在密閉系統中,高出大氣壓百分之幾的氫氣靠內裝風扇的作用在內部循環流通,依次流過電機的發熱部分和用水冷卻的管式冷卻器。
油冷卻
有些電機,其靜止部分、甚至轉動部分用油冷卻,油循環流過電機內部和放在電機外的冷卻器。
基於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,僅靠轉子自身轉動帶動空氣。
(2)自通風的電機發熱部分由內裝風扇或由電機轉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生的風來冷卻,外面的空氣不能進入電機裡面的發熱部分。
(4)用另外的冷卻裝備的電機冷卻介質的循環由電機外面的特殊裝置產生,如水冷櫃、空冷櫃和離心式渦流風機等。
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