冷却对电机的重要性及常见的冷却方法

张南工业知识 2024-11-17 15:16:42
冷却对电机的重要性及常见的冷却方法

原创 Winter1984 iMechanics机械

电机在运转的过程中,由于各种损耗的存在会产生热量。这些热量如不能及时的消散,将会影响到电机的效率、使用寿命和可靠性。我们在之前的文章“电机的寿命有多久”中也指出了一切都是温度惹的祸。

温度高的危害主要有:

加速电机绝缘材料的老化,温度每增加10度,绝缘材料寿命将减少一半。加速轴承润滑脂的失效,温度每增加15度,轴承润滑脂寿命将减少一半。零件在高温下会发生膨胀,使得间隙/游隙不足,甚至引发变形、干涉。导电材料在高温下阻值升高,带来电机机械特性的改变及损耗的增加。

因此电机必须进行有效的散热,目前常用的方法主要有空气冷却和液体冷却两大类。下面给大家放些直观的图来了解一下。

先来看最为常见的空气冷却方法,其又主要包括全封闭自扇冷却、全封闭式强制通风冷却和开放式防滴电机三种。

全封闭式自扇冷却:由于电机全封闭,可以有效阻止外界污染物的进入,有较高的IP防护等级。通过安装在电机轴上的风扇吹散电机外壳上的热量进行散热。有些电机内部壳体内部也装有风扇或在转子铸铝端环上铸出扇叶,可有效改善内部空气流动,使得热传导、散热更加均匀。

全封闭式强制通风冷却:由于配备的强冷风机,电机的散热不再受电机自身转速的影响,适用于电机可能存在转速较低的场合,比如变频电机等。

开放式防滴 (Open Drip Proof,简称ODP)冷却电机:这种风扇带来的气流可以直接进入电机内部,对定转子表面直接进行散热,这种散热效果相比全封闭式电机通过机壳散热筋散热的效果来说更好,但需要留意使用环境的清洁性,防止外部污染物的进入。

电机液体冷却主要包括水冷和油冷。两者冷却方式类似,只是介质不同。相比风冷,液体循环冷却效果更为明显,通过适当的回路设计,甚至可以对定转子同时进行冷却,如下图所示,不过整体结构设计上更为复杂些。

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