Процес роботи двигуна насправді є процесом взаємного перетворення електричної та механічної енергії, і під час цього процесу неминуче виникають деякі втрати. Переважна більшість цих втрат перетворюється на тепло, що підвищує робочу температуру обмоток двигуна, залізного осердя та інших компонентів.
Проблеми з нагріванням двигуна є поширеними в процесі досліджень і розробок, а також виробництва нової продукції. Пані Шень також стикалася з багатьма випадками, коли температура двигуна зростає ступінчасто, і важко стабілізувати це підвищення під час типових випробувань. У зв'язку з цим питанням пані сьогодні коротко розповіла про метод охолодження, вентиляцію та тепловіддачу двигуна, проаналізувала структуру вентиляції та охолодження різних двигунів, а також спробувала знайти деякі методи проектування, щоб уникнути перегріву двигуна.
Оскільки ізоляційний матеріал, що використовується в двигуні, має температурне обмеження, завданням охолодження двигуна є розсіювання тепла, що утворюється внаслідок внутрішніх втрат двигуна, таким чином, підвищення температури кожної частини двигуна підтримується в межах діапазону, визначеного стандартом, а внутрішня температура має бути рівномірною.
Двигун зазвичай використовує газ або рідину як охолоджувальне середовище, і поширеними є повітря та вода, які ми називаємо повітряним охолодженням або водяним охолодженням. Повітряне охолодження зазвичай використовується для повністю закритого повітряного охолодження та охолодження на відкритому повітрі; водяне охолодження поширене разом з охолодженням водяною сорочкою та охолодженням теплообмінника.
Стандарт IEC60034-6 для двигунів змінного струму визначає та пояснює метод охолодження двигуна, який представлений кодом IC:
Код методу охолодження = IC + код схеми кола + код охолоджувального середовища + код методу проштовхування
1. Поширені методи охолодження
1. IC01 природне охолодження (поверхневе охолодження)
Наприклад, компактні серводвигуни Siemens 1FK7/1FT7. Примітка: Температура поверхні цього типу двигуна висока, що може впливати на навколишнє обладнання та матеріали. Тому в деяких промислових застосуваннях слід враховувати уникнення негативного впливу температури двигуна шляхом встановлення двигуна та помірного зниження номінальних характеристик.
2. IC411 охолодження за допомогою вентилятора (самостійне охолодження)
IC411 реалізує охолодження шляхом переміщення повітря шляхом обертання самого двигуна, а швидкість руху повітря пов'язана зі швидкістю двигуна.
3. IC416 примусове охолодження вентилятором (примусове охолодження або незалежне охолодження вентилятором)
IC416 містить вентилятор з незалежним приводом, який забезпечує постійний об'єм повітря незалежно від швидкості двигуна.
IC411 та IC416 – це методи охолодження, що часто використовуються для низьковольтних асинхронних двигунів змінного струму, а відведення тепла досягається шляхом обдування охолоджувальних ребер на поверхні двигуна вентилятором.
4. Водяне охолодження
Тепло, що утворюється внаслідок великих втрат у двигуні, розсіюється через поверхню двигуна в навколишнє повітря. Коли двигун працює за певних умов, щоб запобігти високому підвищенню температури різних частин двигуна, іноді в найгарячішій частині двигуна є спеціальні канали або труби, заповнені водою, і циркулююче повітря всередині двигуна віддаватиме внутрішнє тепло ковдрі. Поверхня охолоджується водою.
5. Водневе охолодження
У високошвидкісних електричних машинах, таких як турбогенератори, використовується водневе охолодження. У замкнутій системі газоподібний водень, тиск якого на кілька відсотків перевищує атмосферний, циркулює всередині вбудованим вентилятором, а потім по черзі проходить через теплогенеруючу частину двигуна та водоохолоджувальний трубчастий охолоджувач.
6. Охолодження олії
У деяких двигунах нерухомі деталі, і навіть обертові, охолоджуються маслом, яке циркулює всередині двигуна та через охолоджувачі, розташовані зовні двигуна.
2. Класифікація двигунів за методом охолодження
(1) Двигун із природним охолодженням не використовує спеціальних методів для охолодження різних частин двигуна та покладається лише на обертання самого ротора для руху повітря.
(2) Нагрівальна частина самовентильованого двигуна охолоджується вбудованим вентилятором або спеціальним пристроєм, прикріпленим до обертової частини двигуна.
(3) Двигун із зовнішньою вентиляцією (двигун з обдувом). Зовнішня поверхня двигуна охолоджується вітром, що створюється вентилятором, встановленим на валу двигуна, і зовнішнє повітря не може потрапляти до нагрівальної частини всередині двигуна.
(4) Циркуляція охолоджувального середовища двигуна за допомогою додаткового охолоджувального обладнання забезпечується спеціальними пристроями зовні двигуна, такими як шафи водяного охолодження, шафи повітряного охолодження та відцентрові вихрові вентилятори.
Час публікації: 24 жовтня 2023 р.