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怎样从防爆电器通风散热效果考虑其结构？

发布时间： 2016/9/24

　　衡量防爆电器通风散热效果应考虑以下三点。
　　①带走的热量多。对于绕组，不仅温升低，而且温度场比较均匀；集电环及轴承也得到很好的冷却效果。
　　②噪声低。
　　③损耗小。
　　14种防爆电器通风散热方式中，IP23结构(序号4、11、12)、他冷（序号14）、水冷（序号9、10）及带空／水冷却器结构的防爆电器通风散热效果好。后两种噪声也低，电机本身用在通风上的损耗也小。但由于受使用条件的限制，应用范围有限。
　　在序号11、12的IP23结构中，能不带顶罩，尽量不带。带顶罩的结构通风、散热效果比不带的差，还要多用材料。应用面宽的还是几种自扇冷结构，具体应用如下。
　　序号2是用在应用面最广的低压中、小型功率小于200kW左右、355机座号及以下的电机上。
　　序号5-钢板机座上焊有通风管及散热片的结构，经在YA、YB400—500机座号上选用，通风、散热效果好，采用消声措施后，噪声也不高。
　　序号6、7、8多用在功率较大的高压电机上。
　　序号6-径向通风，采用轴流式内风扇，用在2、4极电机上效果较好。
　　序号7-轴向通风，因结构简单、降温效果好，也有较大的选用余地，只是温度场的分布不如6。但AEG、BBC两公司经试验研究得出的结论是：在沿轴向温度分布的均匀性虽不如径向通风的，但在电磁负荷、消耗的有效材料基本相同的情况下，轴向通风在线圈中测得的最高温度并不高于径向通风的[14]。当绕组采用VPI工艺，在铁芯的轭部、齿部加上通风孔时，其效果明显好于径向通风。
　　序号8-混合通风，因内风扇的位置、大小比较随意，应用范围也比较宽。特别是当将热交换器置于机座上方时，它的应用范围就更广泛——防爆增安型及普通型高压电机均可采用。因它中心高可以低，电机运行时稳定性较好；热交换器在上方，不占场地，可以设计得大点，提高冷却效果。同时，热交换器、机座可以互不干扰地平行制造，有利于缩短施工周期。此外，该结构既便于派生IP23产品，又可以使定子从上方装入机座，使机座止口能够适当地缩小，提高机座刚度。
　　序号5、6、7三种结构多用在隔爆型电机上。
　　在防爆电器通风散热上还有几个在设计、制造中容易被忽略，对产品质量性能又有较大影响的问题，归纳如下。
　　首先，拖动风机、泵的电机，其旋转方向是单一的。通常，2极电机的内、外风扇是单一转向；≥4极电机的转向，在设计、制造、使用中，为了便于管理，内、外风扇都是双向的。但≥4极拖动风机、泵的电机的产量也不小，内、外风扇也应该是单向的，即后倾式离心风扇。它与可以正、反转的风扇相比，噪声小、损耗小，应引起设计、制造、使用诸部门的重视。
　　其次，355、400及450三个机座号是高、低压电机并存的“中间地带”，因此防爆电器通风散热方式也比较乱。但这三个机座号电机的产量比较大，无论哪项技术指标的优劣，都会产生较大的影响面。
　　由于它是中间地带，生产小电机的厂家习惯于在小电机的传统结构上派生；生产大电机的厂家，认为它小，有时拿它不当回事，因而被掉以轻心。比如YB 355机座号，机座结构如图5—15。它是Y系列上派生，由于散热效果差，Y系列已将原定的F级绝缘按B级考核的承诺改回按F级考核。
　　经试验：在355机座上同一厂家，同样的定、转子冲片，同样的工艺，用200kW、8极低压电机按图5-14（中小型电机最常用的自扇冷结构）、图5-15各试验一台，前者比后者铁芯缩短了20mm，温升还低了10K（其原因已在上文分析过）。
　　可以考虑采用序号5、图5-17的结构。机座加工费点事，但降温效果好，继而节省有效材料——铜线、硅钢片的效益也比较可观。在YB 250kW、6极6kV电机上试验：尽管电密是按图5—15结构的200kW、8极的1.5倍，但温升仍比200kW的低20K。
　　这就要求制造厂的设计、生产部门权衡利弊，再将使用中的社会效益纳入设计思路之中，就会得出比较合理的防爆电器通风散热结构。
　　再次，风路要流畅。比如定子绕组端部线圈间风道，为了省铜、省事，将绕组端部设计得过短；绑扎也不太考究，线圈间几乎无间隙。对于2、4极电机，端部在整个绕组中占很大的比例，这部分绕组散热状况差，电机温升势必要高，这往往是找不出原因的原因。
　　西门子公司纽伦堡电机厂在高压电机端部绑扎中，线圈间的垫块规格有3～5种之多，操作者绑扎时，不厌其烦。线圈间空隙较大，且很匀称。
　　最后，内风路设计时，力求合理，尽量减少内风路间互相“争嘴”，比如当转子有径向通风道，转子两端各有一个离心式风扇时，最好在风扇与转子轴向风道间增设挡风罩。因转子径向通风道本身也是一个小离心式风扇，不加此罩，它要与内风扇“争嘴”。

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