淺談電機(jī)內(nèi)部轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)對(duì)溫升的設(shè)計(jì)

何麗鵬

摘要：闡述了電機(jī)轉(zhuǎn)子內(nèi)部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)降低電機(jī)溫升的問(wèn)題

關(guān)鍵詞：轉(zhuǎn)子；鑄鋁轉(zhuǎn)子；轉(zhuǎn)子風(fēng)翼；內(nèi)風(fēng)扇；擋風(fēng)板；溫升

中圖分類號(hào)：TM351 文獻(xiàn)識(shí)別碼：A 文章編號(hào)：1001-828X（2017）003-0-01

電機(jī)運(yùn)行時(shí)將產(chǎn)生各種損耗，這些損耗轉(zhuǎn)變成熱量，使電機(jī)各部件發(fā)熱，溫升升高。電機(jī)中的某些部件，特別是電機(jī)的絕緣只能在一定的溫度限制內(nèi)才能可靠工作，為維持電機(jī)的合理壽命，需要采取適當(dāng)?shù)拇胧?，將電機(jī)中的熱量散發(fā)出去，使其在允許的溫度限值內(nèi)運(yùn)行。

電機(jī)的冷卻方式，主要是指對(duì)電機(jī)散熱采用什么冷卻介質(zhì)和相應(yīng)的流動(dòng)途徑。一種合理的冷卻方式，應(yīng)該是具有最適當(dāng)?shù)睦鋮s介質(zhì)流量和合理的流動(dòng)途徑，以最小的流量達(dá)到最有效的冷卻，同時(shí)耗用的功率小，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，造價(jià)低，運(yùn)行安全可靠。改進(jìn)電機(jī)的冷卻技術(shù)，對(duì)提高電機(jī)的利用系數(shù)和效率及增加可靠性和壽命，特別對(duì)提高大型電機(jī)的單機(jī)容量，都具有重要的意義。

為獲得合理的電機(jī)冷卻方式需要對(duì)電機(jī)的風(fēng)路結(jié)構(gòu)進(jìn)行很好的設(shè)計(jì)，合理的電機(jī)轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)會(huì)加速電機(jī)的冷卻，現(xiàn)結(jié)合設(shè)計(jì)需要淺談幾種加速電機(jī)冷卻的轉(zhuǎn)子方案的設(shè)計(jì)。

一、小功率全封閉扇冷異步電動(dòng)機(jī)

在加強(qiáng)內(nèi)部空氣流動(dòng)設(shè)計(jì)上一般在轉(zhuǎn)子鑄鋁過(guò)程中增加兩端的風(fēng)翼，在轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)過(guò)程中，兩端風(fēng)翼隨轉(zhuǎn)子一起轉(zhuǎn)動(dòng)加強(qiáng)內(nèi)部空氣流動(dòng)，但在一些小電機(jī)（非標(biāo)加大功率）設(shè)計(jì)過(guò)程中僅靠鑄鋁轉(zhuǎn)子風(fēng)翼不足以達(dá)到允許的溫升控制范圍之內(nèi)，經(jīng)設(shè)計(jì)驗(yàn)證，在內(nèi)部空間允許情況下增加一個(gè)合適的內(nèi)風(fēng)扇能夠很好的加強(qiáng)內(nèi)部空氣流動(dòng)，使電機(jī)達(dá)到允許的溫升控制范圍之內(nèi)，下圖示為某客戶設(shè)計(jì)的2.2KW 4極電機(jī)，客戶要求電壓為寬電壓208/240 60HZ 對(duì)溫升要求控制極低，經(jīng)過(guò)多次設(shè)計(jì)，多次反復(fù)使用大風(fēng)扇降溫都不能達(dá)到客戶要求，最終在電機(jī)內(nèi)部加了一個(gè)鋼板的內(nèi)風(fēng)扇，電機(jī)溫升達(dá)到了可控范圍之內(nèi)，滿足了客戶需求；轉(zhuǎn)子及內(nèi)風(fēng)扇圖示如下圖1所示：

二、大功率的全封閉扇冷異步電動(dòng)機(jī)

為了更好的加強(qiáng)內(nèi)部空氣流動(dòng)，一般在轉(zhuǎn)子沖片設(shè)計(jì)上會(huì)增加通風(fēng)孔，為了使風(fēng)向流動(dòng)一致，一般在鑄鑄鋁轉(zhuǎn)子過(guò)程中只在一端增加風(fēng)翼，為促使空氣流動(dòng)通過(guò)通風(fēng)孔進(jìn)入轉(zhuǎn)子另一端，一般在風(fēng)翼的端部加一個(gè)擋風(fēng)板，防止風(fēng)向四處流動(dòng)，但在一些鐵心特別長(zhǎng)的電機(jī)設(shè)計(jì)過(guò)程中，僅靠擋風(fēng)板不能使電機(jī)達(dá)到溫升可控的范圍之內(nèi)，經(jīng)設(shè)計(jì)驗(yàn)證，在不更改原有設(shè)計(jì)基礎(chǔ)上在擋風(fēng)板上加幾個(gè)扇葉，增加風(fēng)翼端空氣流動(dòng)，可以很好的降低電機(jī)溫升，如下圖2所示，

三、小功率開(kāi)啟式（ODP）異步電動(dòng)機(jī)

由于機(jī)座，端蓋上分別帶有進(jìn)出的通風(fēng)孔，一般用于粉塵、污染少，環(huán)境較好的場(chǎng)所，電機(jī)設(shè)計(jì)一般能較好的控制在溫升允許范圍之內(nèi)，由于電機(jī)內(nèi)部與外界空氣可以直接交流，在鑄鑄鋁轉(zhuǎn)子是一般要求兩端都帶風(fēng)翼，風(fēng)翼在轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)帶動(dòng)下從端蓋進(jìn)風(fēng)口進(jìn)風(fēng)，經(jīng)過(guò)機(jī)座上風(fēng)路在出風(fēng)孔處出風(fēng)，其轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)如下圖3所示：

四、大功率開(kāi)啟式（ODP）異步電動(dòng)機(jī)

機(jī)座，端蓋上也分別帶有進(jìn)出的通風(fēng)孔，也用于粉塵污染少，環(huán)境良好的場(chǎng)所，但由于電機(jī)功率消耗大會(huì)產(chǎn)生大量的熱量?jī)H靠電機(jī)轉(zhuǎn)子本身不足以是熱量交換出去。為了加快電機(jī)內(nèi)外熱量的交換需要在轉(zhuǎn)子上增加內(nèi)風(fēng)扇，根據(jù)不同的風(fēng)路選擇不同內(nèi)風(fēng)扇的增加方法，下圖4為轉(zhuǎn)子上增加內(nèi)風(fēng)扇的圖示；

五、結(jié)語(yǔ)

電機(jī)溫升作為檢測(cè)電機(jī)性能的一項(xiàng)重要指標(biāo)，是電機(jī)設(shè)計(jì)過(guò)程中必須要考慮的問(wèn)題，為讓電機(jī)內(nèi)部熱量很快的散熱出去需要對(duì)電機(jī)通風(fēng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)進(jìn)行好的設(shè)計(jì)，不同類型的電機(jī)可以采取不同的通風(fēng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，而電機(jī)的轉(zhuǎn)子在電機(jī)運(yùn)作過(guò)程中會(huì)一直轉(zhuǎn)動(dòng)，好的轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)可以加速電機(jī)內(nèi)外熱量的交換，只有不斷的優(yōu)化設(shè)計(jì)才能使自己的產(chǎn)品在日趨激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中脫穎而出。

參考文獻(xiàn)：

[1]上海電器科學(xué)研究所.中小型電機(jī)設(shè)計(jì)手冊(cè).北京機(jī)械工業(yè)出版社，1982.

[2]胡虔生，胡敏強(qiáng).電機(jī)學(xué)[M].北京：中國(guó)電力出版社，2005.

[3]三相異步電動(dòng)機(jī)試驗(yàn)檢測(cè)技術(shù)手冊(cè)[M].上?？茖W(xué)技術(shù)出版社，2014.