淺談電機內(nèi)部轉子結構對溫升的設計

何麗鵬

摘要：闡述了電機轉子內(nèi)部結構設計降低電機溫升的問題

關鍵詞：轉子；鑄鋁轉子；轉子風翼；內(nèi)風扇；擋風板；溫升

中圖分類號：TM351 文獻識別碼：A 文章編號：1001-828X（2017）003-0-01

電機運行時將產(chǎn)生各種損耗，這些損耗轉變成熱量，使電機各部件發(fā)熱，溫升升高。電機中的某些部件，特別是電機的絕緣只能在一定的溫度限制內(nèi)才能可靠工作，為維持電機的合理壽命，需要采取適當?shù)拇胧瑢㈦姍C中的熱量散發(fā)出去，使其在允許的溫度限值內(nèi)運行。

電機的冷卻方式，主要是指對電機散熱采用什么冷卻介質和相應的流動途徑。一種合理的冷卻方式，應該是具有最適當?shù)睦鋮s介質流量和合理的流動途徑，以最小的流量達到最有效的冷卻，同時耗用的功率小，結構簡單，造價低，運行安全可靠。改進電機的冷卻技術，對提高電機的利用系數(shù)和效率及增加可靠性和壽命，特別對提高大型電機的單機容量，都具有重要的意義。

為獲得合理的電機冷卻方式需要對電機的風路結構進行很好的設計，合理的電機轉子結構設計會加速電機的冷卻，現(xiàn)結合設計需要淺談幾種加速電機冷卻的轉子方案的設計。

一、小功率全封閉扇冷異步電動機

在加強內(nèi)部空氣流動設計上一般在轉子鑄鋁過程中增加兩端的風翼，在轉子旋轉過程中，兩端風翼隨轉子一起轉動加強內(nèi)部空氣流動，但在一些小電機（非標加大功率）設計過程中僅靠鑄鋁轉子風翼不足以達到允許的溫升控制范圍之內(nèi)，經(jīng)設計驗證，在內(nèi)部空間允許情況下增加一個合適的內(nèi)風扇能夠很好的加強內(nèi)部空氣流動，使電機達到允許的溫升控制范圍之內(nèi)，下圖示為某客戶設計的2.2KW 4極電機，客戶要求電壓為寬電壓208/240 60HZ 對溫升要求控制極低，經(jīng)過多次設計，多次反復使用大風扇降溫都不能達到客戶要求，最終在電機內(nèi)部加了一個鋼板的內(nèi)風扇，電機溫升達到了可控范圍之內(nèi)，滿足了客戶需求；轉子及內(nèi)風扇圖示如下圖1所示：

二、大功率的全封閉扇冷異步電動機

為了更好的加強內(nèi)部空氣流動，一般在轉子沖片設計上會增加通風孔，為了使風向流動一致，一般在鑄鑄鋁轉子過程中只在一端增加風翼，為促使空氣流動通過通風孔進入轉子另一端，一般在風翼的端部加一個擋風板，防止風向四處流動，但在一些鐵心特別長的電機設計過程中，僅靠擋風板不能使電機達到溫升可控的范圍之內(nèi)，經(jīng)設計驗證，在不更改原有設計基礎上在擋風板上加幾個扇葉，增加風翼端空氣流動，可以很好的降低電機溫升，如下圖2所示，

三、小功率開啟式（ODP）異步電動機

由于機座，端蓋上分別帶有進出的通風孔，一般用于粉塵、污染少，環(huán)境較好的場所，電機設計一般能較好的控制在溫升允許范圍之內(nèi)，由于電機內(nèi)部與外界空氣可以直接交流，在鑄鑄鋁轉子是一般要求兩端都帶風翼，風翼在轉子旋轉帶動下從端蓋進風口進風，經(jīng)過機座上風路在出風孔處出風，其轉子結構如下圖3所示：

四、大功率開啟式（ODP）異步電動機

機座，端蓋上也分別帶有進出的通風孔，也用于粉塵污染少，環(huán)境良好的場所，但由于電機功率消耗大會產(chǎn)生大量的熱量僅靠電機轉子本身不足以是熱量交換出去。為了加快電機內(nèi)外熱量的交換需要在轉子上增加內(nèi)風扇，根據(jù)不同的風路選擇不同內(nèi)風扇的增加方法，下圖4為轉子上增加內(nèi)風扇的圖示；

五、結語

電機溫升作為檢測電機性能的一項重要指標，是電機設計過程中必須要考慮的問題，為讓電機內(nèi)部熱量很快的散熱出去需要對電機通風系統(tǒng)結構進行好的設計，不同類型的電機可以采取不同的通風系統(tǒng)結構，而電機的轉子在電機運作過程中會一直轉動，好的轉子結構設計可以加速電機內(nèi)外熱量的交換，只有不斷的優(yōu)化設計才能使自己的產(chǎn)品在日趨激烈的市場競爭中脫穎而出。

參考文獻：

[1]上海電器科學研究所.中小型電機設計手冊.北京機械工業(yè)出版社，1982.

[2]胡虔生，胡敏強.電機學[M].北京：中國電力出版社，2005.

[3]三相異步電動機試驗檢測技術手冊[M].上?？茖W技術出版社，2014.