怎樣從防爆電器通風散熱效果考慮其結構?
發(fā)布日期:2016-11-11 18:01 來源:http://07j93a.cn 點擊:
衡量防爆電器通風散熱效果應考慮以下三點。
?、賻ё叩臒崃慷?。對于繞組,不僅溫升低,而且溫度場比較均勻;集電環(huán)及軸承也得到很好的冷卻效果。
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?、蹞p耗小。
14種防爆電器通風散熱方式中,IP23結構(序號4、11、12)、他冷(序號14)、水冷(序號9、10)及帶空/水冷卻器結構的防爆電器通風散熱效果好。后兩種噪聲也低,電機本身用在通風上的損耗也小。但由于受使用條件的限制,應用范圍有限。
在序號11、12的IP23結構中,能不帶頂罩,盡量不帶。帶頂罩的結構通風、散熱效果比不帶的差,還要多用材料。應用面寬的還是幾種自扇冷結構,具體應用如下。
序號2是用在應用面最廣的低壓中、小型功率小于200kW左右、355機座號及以下的電機上。
序號5-鋼板機座上焊有通風管及散熱片的結構,經在YA、YB400—500機座號上選用,通風、散熱效果好,采用消聲措施后,噪聲也不高。
序號6、7、8多用在功率較大的高壓電機上。
序號6-徑向通風,采用軸流式內風扇,用在2、4極電機上效果較好。
序號7-軸向通風,因結構簡單、降溫效果好,也有較大的選用余地,只是溫度場的分布不如6。防爆開關廠家但AEG、BBC兩公司經試驗研究得出的結論是:在沿軸向溫度分布的均勻性雖不如徑向通風的,但在電磁負荷、消耗的有效材料基本相同的情況下,軸向通風在線圈中測得的最高溫度并不高于徑向通風的[14]。當繞組采用VPI工藝,在鐵芯的軛部、齒部加上通風孔時,其效果明顯好于徑向通風。
序號8-混合通風,因內風扇的位置、大小比較隨意,應用范圍也比較寬。特別是當將熱交換器置于機座上方時,它的應用范圍就更廣泛——防爆增安型及普通型高壓電機均可采用。因它中心高可以低,電機運行時穩(wěn)定性較好;熱交換器在上方,不占場地,可以設計得大點,提高冷卻效果。同時,熱交換器、機座可以互不干擾地平行制造,有利于縮短施工周期。此外,該結構既便于派生IP23產品,又可以使定子從上方裝入機座,使機座止口能夠適當地縮小,提高機座剛度。
序號5、6、7三種結構多用在隔爆型電機上。
在防爆電器通風散熱上還有幾個在設計、制造中容易被忽略,對產品質量性能又有較大影響的問題,歸納如下。
首先,拖動風機、泵的電機,其旋轉方向是單一的。通常,2極電機的內、外風扇是單一轉向;≥4極電機的轉向,在設計、制造、使用中,為了便于管理,內、外風扇都是雙向的。但≥4極拖動風機、泵的電機的產量也不小,內、外風扇也應該是單向的,即后傾式離心風扇。它與可以正、反轉的風扇相比,噪聲小、損耗小,應引起設計、制造、使用諸部門的重視。
其次,355、400及450三個機座號是高、低壓電機并存的“中間地帶”,因此防爆電器通風散熱方式也比較亂。但這三個機座號電機的產量比較大,無論哪項技術指標的優(yōu)劣,都會產生較大的影響面。
由于它是中間地帶,生產小電機的廠家習慣于在小電機的傳統(tǒng)結構上派生;生產大電機的廠家,認為它小,有時拿它不當回事,因而被掉以輕心。比如YB 355機座號,機座結構如圖5—15。它是Y系列上派生,由于散熱效果差,Y系列已將原定的F級絕緣按B級考核的承諾改回按F級考核。
經試驗:在355機座上同一廠家,同樣的定、轉子沖片,同樣的工藝,用200kW、8極低壓電機按圖5-14(中小型電機最常用的自扇冷結構)、圖5-15各試驗一臺,前者比后者鐵芯縮短了20mm,溫升還低了10K(其原因已在上文分析過)。
可以考慮采用序號5、圖5-17的結構。機座加工費點事,但降溫效果好,繼而節(jié)省有效材料——銅線、硅鋼片的效益也比較可觀。在YB 250kW、6極6kV電機上試驗:盡管電密是按圖5—15結構的200kW、8極的1.5倍,但溫升仍比200kW的低20K。
這就要求制造廠的設計、生產部門權衡利弊,再將使用中的社會效益納入設計思路之中,就會得出比較合理的防爆電器通風散熱結構。
再次,風路要流暢。比如定子繞組端部線圈間風道,為了省銅、省事,將繞組端部設計得過短;綁扎也不太考究,線圈間幾乎無間隙。對于2、4極電機,端部在整個繞組中占很大的比例,這部分繞組散熱狀況差,電機溫升勢必要高,這往往是找不出原因的原因。
西門子公司紐倫堡電機廠在高壓電機端部綁扎中,線圈間的墊塊規(guī)格有3~5種之多,操作者綁扎時,不厭其煩。線圈間空隙較大,且很勻稱。
最后,內風路設計時,力求合理,盡量減少內風路間互相“爭嘴”,比如當轉子有徑向通風道,轉子兩端各有一個離心式風扇時,最好在風扇與轉子軸向風道間增設擋風罩。因轉子徑向通風道本身也是一個小離心式風扇,不加此罩,它要與內風扇“爭嘴”。