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当今社会节能环保政策日趋严厉，面大量广的通用电机迅速转为以高效率、高功率因数为市场准入门槛。同时温升低、噪声低、振动小、运行稳定可靠、外形小型化、维修使用方便快捷等一系列综合性技术特征为越来越多客户所熟知。 对电机生产企业来讲，所有这些要求中的任何一项既是难解的课题，也是一种创新和改进的机会。今天MS.参先就其中最要命的温升问题展开来聊一聊。 从电机实际的运行情况看，电机的发热是我们必须面对的问题，也就是在电机设计环节需要解决的关键技术难题。在电机温升和效率的控制方面，解决温升提升效率的同时必然引起铜、铁的更多消耗，导致电机材料成本增加，这是任何制造商无法承受的。诸如此类的情况迫使各厂商不得不在设计改进方面做一些文章，催生了革命性的技术成果。今天Ms.参分享一些高压高效电机方面的尝试案例，希望各位参与讨论。 Ms.参近期分析了两个不同的电机厂家的同规格产品，一家国内较知名的企业用铁用铜量相对都少，但试验结果却非常好，相比较，该电机在风扇、风路的设计上着实有其独到的地方。 电机内部风路布置有三种方式：径向通风、轴向通风和轴向径向混合通风结构。对于高压高效电机径向通风和轴向径向混合通风结构（以下简称混合）是两种最常见的结构。 ● 由于径向通风方式无须内置风扇，径向通风系统通风损耗小； ● 采用径向通风系统，定子绕组沿轴向的温度分布相对均匀； ● 电机定转子、冷却器结构不变，电机内置风扇，改变冷却器隔板，将径向通风改为混合通风，定子绕组的平均温升明显降低。 高效电机选用通风系统时应考虑以上因素，即温升满足要求时选用径向通风系统，因机械损耗小可提高电机效率并且绕组温度分布均匀，减少温差引起的变形等不利影响；而定转子结构一定，温升裕度不足时，采用混合通风系统，以提高电机的冷却效果。 风扇的设计直接关系到整个电机的效率，传统的异步电机大多采用径向离心式风扇，风扇外径大，叶片数目多，导致电机运行时机械损耗大，风扇效率低。因此改善风扇结构是提高电机效率的一种有效方法。改变风扇叶片的倾角是一种比较有效的办法，建议高效电机外风扇采用后倾离心式风扇。 将冷却器作为电机的热交换装置，其换热能力直接影响电机的冷却效果。对于空冷异步电机采用的空气冷却器，合理排列冷却管，布置管间距及管径、冷却管数对提升电机的散热能力具有重要作用。但不可回避的是，该类电机的材料成本会明显提高，电机生产应综合电机性能及成本情况合理选择；同样电机使用方也应结合实际工况做经济性的分析和选择。 电机绕组温度的提高一方面会影响所用绝缘结构的性能和寿命，另一方面会引起某些相关零部件材料中的热应力增大，并且绕组沿定子铁心轴向温度分布不均匀，会增加因热膨胀不均引起的变形从而导致绝缘寿命降低。 因此电机的温升计算，不仅要求绕组的最高温升低于允许的温升限度，而且需要提高绕组沿轴向温度分布的均匀性。 合理布置定转子通风道，可以使冷却风量按照适当比例沿定转子的冷却风道分别流动，保证冷却介质和定转子中各发热部件具有合适的温升。 对于带径向通风道的转子，定转子的对齐程度对电机温升影响极大，而恰恰在对于笼型电机转子，径向通风道的飘曲问题又不好解决。以径向通风道不飘曲为前提，转子车削时道间倒角对电机温升控制有较好效果，同样，对于电机转子车削效率又有影响。 通过风路改进控制温升 结合不同结构的数据对比分析，说明了此类电机为提高效率、降低电机温升，则电机风路结构设计参数优化是一个技术性的课题： ● 电机选用通风系统时，当温升具有一定安全余量时，应尽量选用径向通风系统，因径向通风系统机械损耗小，不仅可以提高电机效率而且绕组温度分布相对均匀。当温升裕度不够，则应考虑采用轴径向混流通风系统提高电机冷却效果。 ● 电机外风扇采用后倾离心式风扇，相比径向风扇，可使风量增加、损耗降低、效率提高。 ● 电机冷却器设计时应综合考虑散热面积、对流换热系数、散热储备系数等参数。通过改变冷却器管的布置方式增强电机的散热能力。 ● 电机设计可通过调整定转子风道分布来调整温度、降低绕组最高温度、提高绕组分布的均匀性。 ● 电机设计过程中，在满足堵转转矩的情况下应优先考虑效率。采用铜条转子是提高电机效率、降低电机温升的有效措施之一。 |
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