1、PAGE 4 -試論電機(jī)通風(fēng)冷卻系統(tǒng)的改進(jìn)前言任何設(shè)備運(yùn)行中都會產(chǎn)生一定的損耗，電機(jī)亦不例外，損耗產(chǎn)生的熱能被冷卻系統(tǒng)帶走，使其他部件溫度升高，這就要求在設(shè)計(jì)過程中增強(qiáng)對冷卻系統(tǒng)的考慮，提高對溫度的控制能力，保證電機(jī)系統(tǒng)可以安全運(yùn)行。隨著電機(jī)容量的增加，材料的利用率也在不斷的改進(jìn)，電機(jī)通風(fēng)系統(tǒng)的改進(jìn)工作迫在眉睫，是當(dāng)前電機(jī)發(fā)展的最主要問題之一。1當(dāng)前電機(jī)通風(fēng)系統(tǒng)的特點(diǎn)從其計(jì)算公式來看，電機(jī)通風(fēng)發(fā)熱的計(jì)算涉及多個(gè)方面，包括流體力學(xué)、傳熱學(xué)、電機(jī)電磁理論、電機(jī)結(jié)構(gòu)等諸多方面。電機(jī)的內(nèi)熱交換過程相對較為復(fù)雜，當(dāng)前我國尚未研制出準(zhǔn)確的計(jì)算溫升的辦法，而且相應(yīng)的研究也不夠深入，當(dāng)前的測試準(zhǔn)確度及效率都亟

2、待提升。從當(dāng)前的發(fā)展形勢來看，對電機(jī)溫升的估算多是以試制的同類型結(jié)構(gòu)電機(jī)溫升試驗(yàn)作為基礎(chǔ)的，科學(xué)性及經(jīng)濟(jì)性不足，只有通過溫升計(jì)算，對影響電機(jī)系統(tǒng)的因素進(jìn)行深入分析，找到解決的對策。下面就來分析一下當(dāng)前對通風(fēng)發(fā)熱的計(jì)算方法，探討如何改進(jìn)電機(jī)通風(fēng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，改善內(nèi)部通風(fēng)情況，降低電機(jī)的溫升情況。2改進(jìn)電機(jī)系統(tǒng)通風(fēng)的對策從散熱原理來看，電機(jī)散熱要通過熱傳導(dǎo)、熱輻射、熱對流的方式實(shí)現(xiàn)，其中以熱傳導(dǎo)與熱對流較為常見，也是應(yīng)用最主要的方式。2.1熱傳導(dǎo)原理及應(yīng)用與歐姆定律類似，熱傳導(dǎo)的定律公式為：=PR。其中，表示的是熱壓，也就是溫升，P表示的熱流，也就是我們說的損耗，R是熱阻。從公式呈現(xiàn)出的結(jié)果來看，在電

3、機(jī)損耗一定的前提下，與R成正比，熱阻越小，溫升就越低。所以，要想降低溫升可以將其作為依據(jù)，以降低熱阻R來達(dá)到降低溫升的目的。例如：電子繞組銅會產(chǎn)生一定的熱能損耗，通過絕緣來傳遞熱能，其計(jì)算公式為：R=/A，其中為絕緣厚度；則表示導(dǎo)熱系數(shù)；A表示的是導(dǎo)熱面積。其中是固定數(shù)值，如果已經(jīng)決定采用的設(shè)計(jì)方案，則面積A也是固定不變的數(shù)值，那么要想達(dá)到降低熱阻的目的，關(guān)鍵就是要通過改變絕緣系數(shù)來實(shí)現(xiàn)，這就要求相關(guān)人員增強(qiáng)對電機(jī)絕緣結(jié)構(gòu)的管理，改進(jìn)絕緣設(shè)施。2.2熱對流及其應(yīng)用所謂的熱對流就是通過流動的液體或者砌體冷卻介質(zhì)來完成傳遞熱量的過程。該過程可以通過公示：P=kA，其中P表示的熱量，也就是損耗；k表

4、示的則是散熱的系數(shù)；A表示的散熱的面積；表示的是溫升。通過對這一公式的轉(zhuǎn)換，可以將其寫成：=P/kA=PR，可以計(jì)算出R=1/（kA），從這一公式可以看出，要想降低熱阻R來達(dá)到冷卻的目的，關(guān)鍵是要增加散熱面積A或者是提高散熱的系數(shù)k。散熱系數(shù)與風(fēng)速間存在一定的相關(guān)性，用公式表示為：k=0（1+Kv）。其中0時(shí)風(fēng)速為零時(shí)的散熱系數(shù)，給定的材料是一個(gè)常數(shù)，K表示的就是這個(gè)常數(shù)，；V表示的就是散熱面積所接收到的風(fēng)速。風(fēng)速與散熱系數(shù)是成正比的，要想使k增加，就必須要使風(fēng)速增加，這就要求做好電機(jī)通風(fēng)系統(tǒng)的布置工作。一般我們可以將電機(jī)的通風(fēng)風(fēng)阻、風(fēng)雅、風(fēng)量表示成：Q=H/Z，對這一公式進(jìn)行平方處理，其中Q

5、為風(fēng)量、H是風(fēng)壓、Z則為風(fēng)阻。要想使Q提高，就只有減小風(fēng)阻或者增加風(fēng)壓來實(shí)現(xiàn)，要想使風(fēng)壓H增加，從當(dāng)前的技術(shù)手段來看，唯有加大風(fēng)扇的葉片來實(shí)現(xiàn)。在產(chǎn)品設(shè)計(jì)過程中會受到諸多因素的影響，而已結(jié)構(gòu)與性能的影響最大，要想增加風(fēng)量降低風(fēng)阻是最有效且最便捷的方式。影響風(fēng)阻的因素很多，最主要的是加大通風(fēng)面積實(shí)現(xiàn)降低風(fēng)阻的目標(biāo)，達(dá)到冷卻的目的。通過上文的公式闡述，我們看到熱傳導(dǎo)與熱對流是實(shí)現(xiàn)風(fēng)機(jī)冷卻的較為便捷的方式，要想控制電機(jī)的溫度在合理的范圍內(nèi)，就必須要加強(qiáng)對其影響因素的控制，可以通過增加通風(fēng)面積，或者是降低電阻來實(shí)現(xiàn)，同時(shí)加大風(fēng)量、流速與流量也是十分必要的。因此，在經(jīng)濟(jì)條件允許的情況下，適當(dāng)?shù)脑黾油L(fēng)道

6、的數(shù)量是最有效且最直接的方法之一，不僅使通風(fēng)面積變大，同時(shí)風(fēng)阻也有一定程度的降低，達(dá)到風(fēng)量加大的目的，風(fēng)速被提高，實(shí)現(xiàn)了散熱的目標(biāo)，進(jìn)而使熱阻降低，另外，也可以加大散熱面積減小熱阻，降低溫度，保證系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。3溫升試驗(yàn)數(shù)據(jù)與改進(jìn)計(jì)算的對比相關(guān)人員對上文的方法進(jìn)行了試驗(yàn)，試驗(yàn)所采用的是YKK630-8少膠減薄絕緣結(jié)構(gòu)電機(jī)進(jìn)行的溫升計(jì)算，從得到的數(shù)值來看，與試驗(yàn)值間的差距較小，效果令人滿意，偏差基本控制在了3K之內(nèi)。從得到的結(jié)論來看，如果其他的條件相同的前提下，也可以滿足電機(jī)性能的要求，可以將原本的8個(gè)通風(fēng)道改為13個(gè)通風(fēng)道，然后進(jìn)行溫升計(jì)算，得到以下的結(jié)論：表1從上表的計(jì)算數(shù)據(jù)來看，電機(jī)通風(fēng)

7、道數(shù)的增加是降低電機(jī)溫升的一個(gè)最有效的方法，通過上表的對比情況來看，如果無限制的增加風(fēng)道數(shù)也會產(chǎn)生負(fù)面影響，因此要控制在合理的范圍內(nèi)，達(dá)到控制溫度的目的即可。從上文的計(jì)算結(jié)果來看，要想達(dá)到控制電機(jī)溫度在合理的范圍內(nèi)，關(guān)鍵是要提高設(shè)計(jì)水平，而目前，改進(jìn)通風(fēng)系統(tǒng)的增加通風(fēng)道數(shù)的產(chǎn)品正在被不斷地的試驗(yàn)中，如果產(chǎn)品的試驗(yàn)得到驗(yàn)證，就可以實(shí)現(xiàn)降低成本的目的，改善電機(jī)通風(fēng)系統(tǒng)的冷卻水平。4結(jié)束語從上文的分析及計(jì)算情況來看，我們對影響電機(jī)溫升的因素有了較為全面的認(rèn)識，因此，要想改進(jìn)電機(jī)的通風(fēng)系統(tǒng)水平，關(guān)鍵是要提高設(shè)計(jì)水平，降低溫升，節(jié)約成本，提高電機(jī)單機(jī)的容量，同時(shí)要借鑒國外的現(xiàn)金技術(shù)來提高我國電機(jī)通風(fēng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)水平，降低運(yùn)行成本，促進(jìn)電機(jī)運(yùn)行水平的提高，推進(jìn)我國電機(jī)通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)水平的改善。參考文獻(xiàn)1嚴(yán)蕓.高速異步電機(jī)溫升計(jì)算軟件的開發(fā)J