电机散热系统中,哪些零部件对电机温升有较大影响?

工控课堂

工控课堂【www.gkket.com】工程师必备网站

添加微信:gkket123 加入500人工控微信群

电气工控自动化-超万元免费资料

点我免费下载

(DownLoad)

来源:电机内参(头条)

电机运行过程中,定子绕组和转子是两个发热源,所发出的热量通过周围的介质向外辐射和传导,过程通过的所有物体都为热传递介质。

电机定子部分的机座是电机径向热量传递的和散热的重要媒介,与有绕组定子铁芯、端盖、轴承系统、风扇和风罩等共同构成电机的热交换体系。

封闭式电机外风扇所产生的风量,通过风罩、机座散热筋的约束,引导冷空气吹拂电机机壳表面带走电机各类损耗产生的热量,实现电机发热与散热的平衡,稳定在某一设定水平上(温升限制+环境温度+设计裕度=最高温度)。在实际应用过程中,风扇应与风罩相匹配,两者不能随意地被代替使用。

电机运行时,轴承系统会不同程度地发热,与定子绕组及转子部分发热水平不一样,存在相互间的热交换。因此,当绕组及转子部分产生的热导致其温度较高时,会导致轴承系统的温度升高,反之,当轴承系统因种种不良因素温度偏高时,也会导致电机绕组温升有所增加。轴承系统和绕组均有温升或最高工作温度上限值考核,如果突破考核限值,轴承系统面临的是工作寿命大幅衰减或崩溃,绕组不再能可靠运行或出现过载烧毁、着火放炮等严重电气故障。

导致电机轴承系统温升高的原因很多,在原来的文章中有相对详细的分析,在此不赘述。接下来重点探讨一下相关零部件对于轴承系统及绕组温升的影响。

对于防护式电机,端盖散热窗与机座散热窗的匹配非常关键。端盖散热窗为进风口,机座散热窗为出风口,理论上进风口与出风口面积相等时通风阻力最小。至于进出风口面积究竟该开多大合适,则应基于不小于壳体内风路最大截面为原则,通常按进出风面积大致相等的原则将进出风口尽可能开大即可。

对于封闭式电机,端盖的形状及散热面积,直接影响电机轴承系统及电机的整体散热效果。通常端盖形状设计原则为:可适当扩张内腔空间、有效加大外表面,满足客户或产品技术条件对外形尺寸的限制及安装接口尺寸的要求。

这一原则忽略了轴承散热这样一个极其重要的环节,导致法兰安装电机法兰端盖设计存在严重缺陷:轴承一部分完全包裹在电机壳体内,另一部分封闭在法兰端盖与配套设备间的空间里。若法兰端盖与配套设备间的空间因运行环境的限制必须密闭,意味着轴承散热条件的急剧恶化,因热量积聚导致轴承系统崩溃自然是不可避免的。鉴于这一情况,通用性电机法兰端盖设计应保证轴承散热至少有一条轴承、一定厚度的支撑壳体壁到外部运行环境的路径,确保任何运行工况下轴承散热情况等同于实验室状况。

在绕线式转子电机中,集电环系统的温升也会与电机轴承系统彼此相互影响。集电环系统作为一个相互独立的热交换循环体系,对轴承系统的影响可在产品开发初期显现,不会等到特定工况才爆发。所以,设计原则的确定侧重于产品更新换代的经验积累,质量控制的关注重点在于集电环材质、导电环表面粗糙度、导电环与接线螺栓的连接效果等。从质量控制的角度看,影响发热水平的因素有:碳刷、刷盒间的配合精度,碳刷材质及其与导电环间的接触面积、接触电阻,集流排、引接线等转子电流引出装置。如果全面考量集电环热交换系统,不仅要控制好以上发热因素,冷却介质的来源、流通路径、热交换循环动力、防护结构等一系列问题也必须有相应保障措施。

对于大型绕线式电机集电环,会在集电环上加工轴向孔,以改善该系统的轴向通风散热效果,必要时加装风扇作为热交换循环动力。集电环系统内部可与外部环境直接进行冷热空气循环的情况,集电环端罩通风窗口的数量和位置方向的设置至关重要,关系到冷却介质如何流通、循环补充及构造的热交换系统的换热效率,最终决定集电环系统温升将处于怎样一个水平。

集电环系统必须为独立的密闭空间,或者说防护等级高的情况,第一,要加强内部冷却介质循环动力,必要时加装内风扇,使内部各处温度梯度尽可能处于均匀过渡状态;第二,外部可借助电机主体散热风扇,也可设置独立风冷系统;第三,最好设置碳粉吹拂收集装置,避免发生碳粉集聚引起的环火故障。

转发是最大的鼓励!谢谢您的支持!

重要通知

想加入工控变频器学习技术交流群

请添加班长为好友

并备注:地区-行业-姓名昵称获取进群资格。

工控变频器学习
专业专注分享
(0)

相关推荐

  • 电机散热系统中,有绕组铁芯是主要发热源又是重要的部件!

    温升是电机产品重要的性能指标参数,为电机发热与散热趋于平衡时电机温度高于周围环境温度的数值.从使用的角度分析,电机的温升越低越好:从电机性价比角度分析,电机的温升应符合绝缘材料的耐热要求并有一定裕度, ...

  • 电机扫膛故障的特征及原因分析

    扫膛,是电动机产品经常会遇到的一种机械性质量故障,有的发生在电机的试验阶段,而有的则出现在电机的使用阶段,而且,不同的故障原因导致的扫膛故障表象不同,并具有一定的规律和特征. 扫膛是电机产品中相对通用 ...

  • 电机散热系统中,如何有效把控有绕组定子的效能?

    有绕组定子是包括有绕组铁芯和机座的组合部件,大多的加工方法是将有绕组定子铁芯加工完成后再置入机座内,中小型电机多采用压入方式,而大中型的箱式机座电机则多采用吊入方式或热套方式. 电机运行过程中,有绕组 ...

  • 电机散热系统中,风扇对电机散热效果的影响和控制!

    风扇,是电机通风散热系统的重要风压元件,补偿冷却介质通过风路时的风压损失,将一定流量的冷却介质输送到电机发热部位,带走热量并传递给下一级冷却介质. 通常情况下,将安装于电机内腔内的风扇称为内风扇,而置 ...

  • 电机散热系统中,定子与转子气隙对电机温升的影响!

    电机的定子与转子气隙是保证电机机械旋转的要素之一,并决定着电机的部分性能参数,如起动电流及起动转矩等:同时,电机运行过程中转子发出的热量也会通过定转子气隙在径向或轴向传导. 从电机定子与转子的物理空间 ...

  • 电机散热系统中,空—空冷热交换器在大中型电机上的应用!

    对于防护式电机,自身固有旋转部件.加装的风压元件及壳体内外冷却介质空气中的循环热传导,构成了电机发热元件与周围环境的直接热交换系统,确保电机稳定.可靠地正常运行. 对于封闭式电机,壳体内外空气的热交换 ...

  • 电机散热系统中,变频电机选择风机的必要性及使用原则!

    风机是变频电机匹配的通风散热装置,结合电机的结构特点有轴流风机和离心风机两种:轴流风机安装在电机的非轴伸端,从功能上相当于工频电机的外风扇和风罩的作用:而离心风机则根据电机本体结构及一些附加装置的特定 ...

  • 动作过程中的小细节,肌肉增长的大影响!!

    在健身过程中,不要只注重完成了多少组动作,负荷又增加了多少,诚然这些数据对增肌起到了至关重要的作用,但是每个动作过程中的一些小细节,你也要多加注意,它对你肌肉的增长也有非常大的影响. 一.顶峰收缩  ...

  • 辊道用电机运行中容易出现的2个故障!

    在关于辊道电机的相关推文中,有粉丝留言,谈到他们使用的辊道电机发生的各类质量故障.第一类是断轴,第二类是机壳内进水问题.为此,我们从实际使用工况角度,与大家沟通该类电机生产制造过程中必须关注的问题. ...

  • 高压电机冷却方式中IC611与IC616的直观区别

    冷却方式611与616是空-空冷却高压电机中比较常见的两种方式,但两者冷却方式的区别是什么?如何正确选择电机的冷却方式?这类问题令不少电机客户非常迷惑,电机选型时不太好抉择. 冷却方式IC611与IC ...