防爆电机的冷却方式还有哪些改进空间?

一、现行防爆电机的散热方式及限制

现行的大功率防爆电机一般采用的是水冷方式,部分小功率的防爆电机采用气冷,大部分结合使用这两种方法。国产和国外进口的大功率防爆电机在转子端部采用离心式风扇结构。离心风扇与转子转轴固定在一起,由转子带动与轴一起
旋转,产生径向风力将热量吹散出去,传给定子绕组或铁芯。定子上的热量通过定子铁芯传导给电机外壳或机座。水冷的水管安装在外壳的端部,由圆心盘旋排列至圆周。管路中的水与外壳交换热量,将热量带出。

上述方案的散热主要是在转子上安装离心风扇,通过外端部的冷却水带出电机。目前国内外的大功率防爆电机均采用这种散热方式。离心式的风扇安装在转子的端部的铜环内部,产生径向的离心风力,将端环产生的热量和转子的热量由空气对流出去。但转子的轴向长度较大,位于端部的离心风扇主要将端部铜环的热量从径向方向空气对流散出,而转子中间部位的大部分区域不能受到风扇的风力,其热量积聚无法快速散出,散热不充分,这样使得大功率的防爆电机其转子温升过大。

外部的水路冷却同样存在相似的弊病。因冷却水管安装在定子外壳的两端,在端部圆盘上呈螺旋式的排列,热量定子铁芯导出的热量通过两端部位置的冷却水管散出。定子的外表面面积大,其圆柱面上的热量来自转子和定子本身产生的热,且该面上同样积聚着大量的热量。这种端部水冷的方式散热面积小,没有充分利用定子外圆柱面进行散热,其散热效率有限。

二、防爆电机散热方式改进

针对上述防爆电机转子和定子水冷的散热方式,为增大散热面积和提高散热效率,对防爆电机的散热方式进行改进如下:

⑴将转子的离心式风扇改为轴流式风扇,使得转子的中间部分能有气流通过,将热量对流出去;

⑵在定子圆柱外表面环绕以冷却水管,增加散热面积,提高散热效率。

在方法⑴中,将转子上的离心风扇去除,在转子两端部铜环的圆周上焊接轴流风扇叶片,即安装两个轴流风扇,一个吹气,一个吸气,提高风速。转子上开有孔槽,与端部的铜环相通,为轴流风扇的通风口。转子产生的热量通过该孔对流散发出去。风在电机内部往转自上开的孔槽通过,经定子上的间隙返回,行程一个循环。这样增大了转子的散热面积,能使单位时间内散出跟多的热量。

方法⑵主要增加了定子的水冷却换热面积,将冷却水管放置在定子圆柱外表面,充分利用了圆柱面,使得散热更快。

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关键词:防爆电机

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