在現(xiàn)代，所有電機(jī)都采用更高的電磁負(fù)載來提高材料的利用率，單個(gè)電機(jī)的容量日益增加。因此，有必要對(duì)電機(jī)的冷卻系統(tǒng)進(jìn)行改進(jìn)，以提高其散熱能力。除了一些小型或特殊的電機(jī)，大多數(shù)電機(jī)都使用風(fēng)扇來迫使氣流冷卻電機(jī)。

1電機(jī)冷卻發(fā)展足跡

早在1928年，用于提高電網(wǎng)功率因數(shù)的同步調(diào)制器就成功地用氫氣作為冷卻介質(zhì)。實(shí)驗(yàn)表明，由于減少了氣體的機(jī)械摩擦損失，提高了散熱能力，氫冷卻后同尺寸電機(jī)的容量和效率可提高20~25%以上。此后，汽輪發(fā)電機(jī)氫冷技術(shù)得到了迅速推廣。20世紀(jì)50年代以后，大容量電機(jī)，特別是汽輪發(fā)電機(jī)采用了內(nèi)冷系統(tǒng)。所謂的內(nèi)部冷卻是指導(dǎo)體中產(chǎn)生的熱量直接傳遞給冷卻介質(zhì)，而不需要絕緣。起初，氫被廣泛用作內(nèi)部冷卻系統(tǒng)的冷卻介質(zhì)。后來，為了進(jìn)一步提高冷卻能力，使用液體(水或油)作為冷卻介質(zhì)。

1955年，英國一家電機(jī)公司首次完成了一臺(tái)容量為30 kW的蒸汽渦輪發(fā)電機(jī)，定子水冷，轉(zhuǎn)子一般采用氫冷。效果良好，其電負(fù)荷比風(fēng)冷高4~5倍，但繞組溫升未超過允許值。我國廣大電氣工程師在定子和轉(zhuǎn)子繞組采用水內(nèi)冷的雙水內(nèi)冷汽輪發(fā)電機(jī)的研究和制造方面取得了顯著成就。目前，除了進(jìn)一步研究現(xiàn)有的冷卻方法外，世界各國還在研究和開發(fā)各種冷卻方法，包括使用低溫超導(dǎo)技術(shù)。

根據(jù)冷卻介質(zhì)的不同，方便對(duì)電機(jī)冷卻系統(tǒng)進(jìn)行劃分。目前，以空氣為冷卻介質(zhì)的風(fēng)冷系統(tǒng)廣泛應(yīng)用于電機(jī)制造中。本章主要描述空氣冷卻系統(tǒng)，我們將在另一個(gè)時(shí)間與其他介質(zhì)討論冷卻系統(tǒng)。

2關(guān)于電機(jī)空氣冷卻

本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單，成本低;其缺點(diǎn)是空氣冷卻效果差，高速電機(jī)摩擦損失大。有許多類型的風(fēng)冷通風(fēng)系統(tǒng)。沈女士今天給大家簡單介紹一下。

開路冷卻或閉路冷卻

冷卻空氣從電機(jī)周圍抽出，通過電機(jī)，然后返回周圍環(huán)境。閉路冷卻電機(jī)，其主冷卻介質(zhì)通過電機(jī)沿閉路循環(huán);主冷卻介質(zhì)中的熱量通過結(jié)構(gòu)件或冷卻器傳遞給介質(zhì)。

徑向、軸向和混合式通風(fēng)系統(tǒng)

冷卻空氣在電機(jī)中流動(dòng)的方向，空氣冷卻系統(tǒng)可分為徑向、軸向和混合(徑向和軸向)類型;徑向通風(fēng)系統(tǒng)被廣泛使用，因?yàn)樗阌谑褂媚茉谵D(zhuǎn)子上產(chǎn)生風(fēng)壓的部件。軸向通風(fēng)系統(tǒng)便于安裝直徑較大的風(fēng)機(jī)，增加通風(fēng)。主要缺點(diǎn)是沿軸向冷卻不均勻，不方便利用部件對(duì)轉(zhuǎn)子的吹氣作用。軸向通風(fēng)系統(tǒng)在國內(nèi)一般只用于中小型DC電機(jī)。

"466" img_height="243" alt="電機(jī)冷卻方式淺析" inline="0">

實(shí)際上，所謂徑向或軸向通風(fēng)系統(tǒng)只是就冷卻介質(zhì)在電機(jī)內(nèi)所起冷卻作用的主要方面，純粹的徑向或軸向通風(fēng)系統(tǒng)是較為少見的?；旌鲜酵L(fēng)系統(tǒng)兼有軸向和徑向兩種通道，但往往還是偏重一種。大型直流電機(jī)大多是以軸向?yàn)橹鞯幕旌鲜较到y(tǒng)，而汽輪發(fā)電機(jī)中廣泛應(yīng)用的以徑向?yàn)橹骰旌鲜较到y(tǒng)。

●吸入式和壓入式

根據(jù)冷卻空氣是首先通過電機(jī)的發(fā)熱部分，再通過風(fēng)扇，或是相反，采用空氣冷卻的系統(tǒng)可分為吸入式及壓入式兩種。

由于吸入式的冷空氣首先和電機(jī)的發(fā)熱部分接觸，且能采用直徑較大的風(fēng)扇，而壓入式的冷卻空氣卻先通過風(fēng)扇，被風(fēng)扇的損耗加熱后，再和電機(jī)的發(fā)熱部分接觸(高速電機(jī)中，風(fēng)扇損耗引起的空氣溫升可達(dá)5℃左右)，因此吸入式的冷卻能力較高。

直流電機(jī)中，風(fēng)扇多裝在非換向器端，如采用壓入式冷卻系統(tǒng)可避免電刷磨損的炭粉進(jìn)入電機(jī)，但這時(shí)大部分風(fēng)量經(jīng)由定子極間空間吹過，而吹拂轉(zhuǎn)子的風(fēng)量較少，致使損耗較多的轉(zhuǎn)子散熱困難，這時(shí)要采取適當(dāng)措施散熱。

●外冷與內(nèi)冷

采用空氣冷卻的系統(tǒng)一般都采用外冷或所謂表面冷卻方式，但為了提高冷卻能力，也有采用內(nèi)冷方式的，例如水輪發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁繞組，可采用空氣內(nèi)冷。國外在容量不大的汽輪發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子繞組上也用過空氣內(nèi)冷。但內(nèi)冷系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，且對(duì)冷卻氣體要求十分干凈，因此目前還很少在采用空氣作為冷卻介質(zhì)的電機(jī)中使用。

以上非官方發(fā)布內(nèi)容，僅代表個(gè)人觀點(diǎn)。