箱式高壓電機(jī)冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì)分析

        對于箱式高壓電機(jī)冷卻系統(tǒng)來說，主要指的是封閉式電動(dòng)機(jī)內(nèi)腔空氣的熱量經(jīng)傳遞至冷卻器，然后由冷卻器傳遞至電動(dòng)機(jī)之外的介質(zhì)的一種冷卻模式。通常情況下，箱式高壓電動(dòng)機(jī)冷卻系統(tǒng)根據(jù)電動(dòng)機(jī)內(nèi)冷卻空氣流動(dòng)方向，可分為三類：其一，徑向;其二，軸向;其三，混合式。電機(jī)則根據(jù)防護(hù)等級分為開起式和封閉式兩類，這兩類電機(jī)均采取徑向通風(fēng)模式。但是，對于箱式高壓電機(jī)冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì)來說，尚且存在設(shè)計(jì)不合理問題。

1 冷卻器管的排列布局選

　　從現(xiàn)狀來看，冷卻管的形狀大部分是圓形管，只有少部分廠家使用的橢圓形管。然而，從實(shí)際情況來看，圓形管工藝在操作上比較簡單，且散熱性能優(yōu)良。在冷卻器管排布方面，廠家主要采取的是矩形排布與M形布置。對于這兩種布置方法來說，各有各的優(yōu)勢，需根據(jù)廠家的實(shí)際情況加以明確。如選擇不當(dāng)則會(huì)影響電機(jī)散熱能力，致使電機(jī)的溫升超標(biāo)。結(jié)合試驗(yàn)結(jié)果及應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)，一般如下選擇：

　　(1)在2、4極電機(jī)上由于電機(jī)轉(zhuǎn)速較高，能夠產(chǎn)生的足夠的風(fēng)壓，選擇矩形排布。此種排布能夠有效的減小冷卻器的高度，節(jié)省材料成本。

　　(2)在6極及以上極數(shù)的電機(jī)上一般選擇M型排布形式，此種排列形式風(fēng)路的風(fēng)阻較小，能夠提高通風(fēng)的效果，實(shí)測冷卻能力相對矩形排列要高。此種排布形式冷卻器的體積大。

　　(3)設(shè)計(jì)時(shí)注意冷卻管間距的大小，對于矩形排布還需要注意冷卻器頂部預(yù)留高度的大小防止局部風(fēng)阻的過大。
 

2 外風(fēng)罩結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)

　　外風(fēng)罩設(shè)計(jì)不夠合理問題體現(xiàn)在：風(fēng)從豎直方向轉(zhuǎn)到水平的冷卻器方向很多廠家均使用彎脖結(jié)構(gòu)，希望減小轉(zhuǎn)彎風(fēng)阻，提高通風(fēng)效果。實(shí)際結(jié)果由于慣性定律大量的風(fēng)都集中到了風(fēng)扇罩外徑出，找造成了冷卻器頂端風(fēng)速特別高，下部冷卻器風(fēng)速非常低，局部管出風(fēng)速度接近零。此結(jié)果造成了冷卻管的大量浪費(fèi)且降低了冷卻能力。為解決上述現(xiàn)象設(shè)計(jì)時(shí)可采用下述方法：

　　(1)增加縱向?qū)эL(fēng)與橫向?qū)эL(fēng)柵，調(diào)整好擋風(fēng)柵空間布局及其各部件的安裝角度。

　　(2)調(diào)整外風(fēng)扇設(shè)計(jì)的形狀及其相對擋風(fēng)柵的相對位置，確保擋風(fēng)柵各網(wǎng)格內(nèi)的風(fēng)量盡可能均勻。由于擋風(fēng)柵將冷卻器的進(jìn)風(fēng)口進(jìn)行的分配，可以保證冷卻器管出風(fēng)均勻。

　　(3)在外風(fēng)扇罩設(shè)計(jì)時(shí)可以根據(jù)有限元分析的結(jié)果進(jìn)行初步設(shè)計(jì)，實(shí)際生產(chǎn)時(shí)可以根據(jù)實(shí)際情況調(diào)節(jié)。

　　(4)一旦確定好相對位置關(guān)系后，要進(jìn)行測繪定型。在制造時(shí)要嚴(yán)格按照尺寸要求進(jìn)行焊接。經(jīng)試驗(yàn)如果不符合尺寸要求，偏差5mm即可能影響30%以上的風(fēng)量分。
 

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