电机运行过程中,电流在定子绕组和转子绕组或导条中产生热量,电机轴承转动磨擦也会产生热量;另外,由于磁场交变,会在电机铁心内产生损耗,使铁心温度升高。所有这些电机运行过程产生的热量,必须通过适当途径传递到机壳外,实现电机实际运行工况下的热稳定。
对于防护式电机,空气作为冷却介质,在内风扇或电机旋转部件产生的风压驱动下,将电机内的热量带出电机内,发散到外部周围环境,构成热循环体系:环境中冷空气被抽入电机壳体内部、携带热量后传到电机壳体外;对于封闭式电机,电机壳体内外空气为各自独立的循环体系,内部循环体系将热量传导到机壳,外循环体系将机壳表面的热量散发到周围环境。
主要有两种通风散热体系:电机壳体内外冷热空气循环或交换,与电机壳体内外冷热空气交换各自独立。具体应用时应根据实际运行工况灵活选取,最大化有效利用电机内腔和外部空间,减少有效材料消耗。
电机风扇的选择原则
通常当我们做完电磁设计后根据电机的机械结构,可以初步设计风扇的类型和结构尺寸;对于一般容量较小的电机,可选用径向离心风扇,它最大的优点是结构简单可以正反转;对于容量较大转速较高,可以选用轴流式桨叶风扇。
复式冷却风路
单风扇冷却——这种电机通常采用径向单风扇,并装在轴伸端,冷空气从电机后端两侧面进风口进入,冷却后由前端盖两侧面出风口排出。
双向风扇冷却——电机采用两端对称的径向通风冷却系统,当电机容量较大,转速高时,采用轴流式桨叶风扇,冷空气并联从电机两端进风口进入,然后经每侧风扇再分成两路,一路进入转子轴向通风道,再通过转子和定子的径向通风道从铁心背部排出机外:另一路进入电机后流向转子绕组端部和定子绕组端部,也从定子铁心背部排出机外,定子铁心得到多次冷却,提高了冷却效果。因此双向风扇通风冷却方式适用于高速,大功率电机较多。
轴向通风结构特点
转子铁芯具有轴向通风孔道,但没有径向通风道:这种通风冷却方式在电机内部必须有风扇,安装在轴伸端的风扇产生一定的负压力,把冷风从电机非轴伸端的端盖侧面或端面的进风口吸入,分三路通过电机内部的发热部位。其中,一路通过定子转子绕组端部进入定子铁心外径表面,冷却定子铁心和定子转子绕组端部。另一路进入定子转子气隙,,冷却定子铁心内表面和转子铁心外表面。第三路进入转子铁心的轴向通风孔道,冷却转子铁心。三条风路的热风汇集后,由风扇以正压强行排出机外这种冷却方式结构简单,适合小功率电机,但是冷却介质风量在各路分配一定要合理。