电机的冷却方式都有哪些?

电机进入人类历史已近百年,随着制造业的发展,电机的单机容量日益增大。为提高电磁负荷和材料的利用率,可以说,单机容量的增大,主要是依靠电机冷却技术的改进而实现的。

根据冷却介质的不同,电机的冷却方式可分为空气冷却、氢气冷却及水冷却等几种。

利用空气冷却的电机,其结构简单,成本较低。其缺点是空气的冷却效果较差,在高速电机中引起的摩擦损耗大。一般小型异步电机采用闭路循环系统,小型同步电机和直流电机及中型电机则采用开路循环系统,在水轮发电机中,空气冷却是应用最广泛的冷却方式。

最早的氢气冷却系统引入电机中是在1937年。最初,它仅限于绕组表面,虽然使其表面温升下降,但绝缘层中的温度几乎没有改变,所以氢外冷的冷却效果不十分理想。在实心铜线中夹进若干根空芯不锈钢管,让氢气从钢管中流过,以导出铜线的热量,这就是定子氢气内冷方式。将转子绕组改由空芯铜线制成,或在绕组两端铣出侧孔和纵向沟,或采用中间铣槽方式,在转子槽楔上制出特制的风斗,靠转子旋转切向动能维持气体自旋转,称之为气隙取气的转子内冷方式。

利用水冷的电机,由于水的比热、导热系数比气体大得多,所以水冷Deep散热能力教气冷大为提高。

水冷的优点:水作为冷却介质,具有价廉、无毒、不助燃、无爆炸危险等多种优点。采用水冷却技术,使发电机定子绕组损耗产生的热量,不再经过铁芯,定子铁芯的温升由其自身损耗产生,温升大幅度降低。内冷电机由于铁芯与机座温差相对较小,铁芯热应力较易控制。因此,水冷的冷却效果极为显著,允许承受的电磁负荷比空冷、氢冷都高,提高了材料的利用率。而且水冷方式能有效减小绕组线棒的温差,使整个发电机定子绕组温度分布均匀,可延长绝缘寿命。

水冷的缺点:和气冷一样,水冷也存在其不可避免的缺点:水的净化程度 不够时,易产生结垢及氧化物堵塞冷却水管;整套管路存在着锈蚀、堵塞、渗漏的可能等隐患,继而产生绕组局部过热而烧毁;空心铜导线的腐蚀,直接危及发
电机的安全与经济运行;水接头及各个密封点处,由于承受水压漏水的问题,将造成短路和漏电危险。

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