合理選擇變頻調速節能電動機的冷卻方式*

李改梅， 王國義

(山西防爆電機(集團)有限公司，山西長治 046011)

0 引言

近年來，隨著變頻調速技術在國內外的發展日趨成熟，帶動著變頻調速節能電動機的應用領域不斷擴展，開發變頻調速節能電動機成為追趕國際先進水平和引領行業進步的需要。能合理解決變頻調速節能電動機的冷卻問題，是能否設計好變頻調速節能電動機的關鍵問題之一，同時這對電動機的效率、功率因數的提高和使用壽命的延長也至關重要。

1 變頻調速節能電動機的優缺點

該類電機具有低消耗、低噪聲、低溫升、起動轉矩大，起動電流小、調速精度高、可靠性強、維修方便等優點。山西防爆電機(集團)有限公司所生產的該類電機在鋼鐵、化工、石油、機械、電力、煤炭、造紙、醫藥、自來水等行業均得到了普遍應用。

但該類電機在低頻段調速時溫升高，絕緣易老化，若起動頻率選擇不當會在瞬間燒壞繞組，致使電動機不能正常運行，給客戶造成巨大損失。

2 如何合理選擇最佳冷卻方式

2.1 從工況條件方面考慮

2.1.1 額定頻率不同

(1)當該類電機額定頻率范圍在25～50 Hz或大于50 Hz時，冷卻方式應選擇外循環自扇冷(IC411)，如機座中心高在180 mm以下的YVVF2、YBBP系列低壓節能電動機均可采用(見圖1)。

(2)當該類電機額定頻率長期為25 Hz以下時，因電機轉速較低，散熱條件不好，溫升較高，冷卻方式應選擇強制風冷方式(IC616)，如機座中心高在200 mm以上的YVVF2、YBBP系列低壓節能電動機均可采用(見圖2)。

2.1.2 負載情況不同

圖1 外循環自扇冷方式(IC411)

圖2 強制風冷方式(IC616)

(1)若為恒轉矩負載，要考慮現場實際長期運行的轉速范圍，選擇適當的冷卻方式如IC411(見圖1)或IC616(見圖2)。

(2)若為恒功率負載，此時電動機轉速比較高，如選擇冷卻方式為IC411(見圖1)，冷卻效果也很明顯。

(3)若為恒轉矩、恒功率負載同時存在，這一類負載情況比較復雜，必須選擇冷卻方式為IC616(見圖2)。2.2 從電機結構設計方面考慮

2.2.1 圓筒機座

小型節能電動機機座中心高在315 mm以下時一般均采用圓筒機座結構;大、中型以上節能電動機機座結構設計有多種，其中機座中心高在355～450 mm節能電動機圓筒機座結構均可按上述方法合理選擇冷卻方式 IC411(見圖1)或IC616(見圖2)。

2.2.2 方箱機座

機座中心高在500 mm以上的節能電動機，特別是高壓節能電動機采用方箱式機座，因電機體積較大，安裝所占空間也較大，冷卻方式應選擇空－空冷卻方式(IC666，見圖3)和空水冷卻方式(IC86W，見圖4)，很適合大容量高壓變頻調速節能電動機，如YVVF2、YKK、YKS系列。

2.2.3 結構緊湊型機座

(1)對于小功率低壓變頻調速節能電動機一般采用自然冷卻的通風方式或外加強制風冷，冷卻方式為IC411(見圖1)或IC616(見圖2)。

圖3 空－空冷卻方式(IC666)

圖4 空水冷卻方式(IC86W)

(2)對于大功率變頻調速節能電動機，特別是高壓電動機需采用內、外兩個風路冷卻，即內循環用風冷，外循環用水冷，冷卻方式為 IC666(見圖3)，其特有的圓筒形結構具有結構緊湊、體積小，安裝時所占空間也較小等特點，特別適合于煤礦井下使用的隔爆型變頻調速節能電動機，用于彌補現場空間較窄的場所，如YBPJSS450以上電機。

(3)隨著Y2－E、Y3系列高效電機的廣泛應用，該結構的變頻調速節能電動機應用會更加廣泛，如機座中心高在200 mm以下的YVF2、YVVF2、YPJSS系列低壓電機冷卻方式應選擇空水混合冷卻方式(IC71W，見圖5);機座中心高在225 mm以上的YVF2、YVVF2、YPJSS系列低壓電機冷卻方式應選擇內循環自扇冷方式(IC416，見圖6)。

圖5 空水混合冷卻方式(IC71W)

圖6 內循環自扇冷方式(IC416)

3 結 語

發展低碳經濟的關鍵在于能源變革，供用電系統的變革應首當其沖，為此對變頻調速節能電動機的需求也將越來越多，隨著變頻調速節能電動機的不斷發展，冷卻問題的解決方法也不會僅此而已，還有待同行業專家進一步探索，能合理選擇最佳冷卻方式、合理匹配電機，消除“大馬拉小車”等現象，并逐步淘汰閘板、閥門等機械調節方式是變頻調速節能電動機的發展方向。

為了應對氣候變暖和能源資源枯竭，推動防爆電機行業的發展，力爭在變頻調速節能電動機的外觀、制造水平及運行性能上達到和超過國際先進水平，積極汲取國內、外先進經驗，結合多年來生產各種特種電機的寶貴經驗，通過大家的共同努力，將變頻調速節能電動機和變頻器配套使用，組成一套全新的變頻調速節能系統，達到既高效、節能，又運行穩定的效果，其代表性產品如YVVF900－10－4 000 kW、6 kV冷卻方式選擇了IC666;YBBP900－10－1 800 kW、6 kV冷卻方式選擇了IC416;YKS710－4－4 000 kW、6 kV冷卻方式選擇了IC86W;YBPSS500－4、1 140 V冷卻方式選擇了IC71W。實踐證明，只有選擇正確的冷卻方式來解決變頻調速節能電動機的冷卻問題，才能保證該類電機的正常穩定運行，提高電機的使用壽命，充分實現發展低碳經濟的戰略目標。

［1］GB/T20161—2006，變頻器供電的籠型感應電動機應用導則［S］.2006.

［2］GB/T21209—2007，變頻器供電的籠型感應電動機設計和性能導則［S］.2007.