西瑪電機關于特種電機的冷卻及工作制分享

西瑪電機技術中心有和大家初步了解了一下常用電機的發(fā)熱和冷卻的問題，沒有看的同學可以在以往的文章中查閱，西瑪電機技術中心會以特種電機為出發(fā)點，延展出電機冷卻及工作制的內(nèi)容，讓你更加了解你的電機為什么有問題，以及電機選型的技巧。


【高功率密度電機】

l 在特種電機里面，有很大一類是高功率密度電機，有時也包括高轉(zhuǎn)矩密度電機；

l 電機本體有較大的功率密度（通常電機功率一倍以上）或高的轉(zhuǎn)矩密度；

l 這類電機往往需要針對溫升和散熱進行專門的計算和設計，從以下三個方面考慮；

【電機的優(yōu)化設計】

使用性能更好的材料，提供電機效率，控制發(fā)熱源。

【電機的結(jié)構設計】

進行專門的熱場分析，找出發(fā)熱點，充分優(yōu)化熱場和熱路設計。使電機各接觸部分熱導率更高，電機整體散熱系數(shù)更大，電機整體的熱容更小。同時使用很好的絕緣材料來提高電機的絕緣等級和耐熱能力。

【強制冷卻】

一般當電機或?qū)﹄姍C有特殊要求的場合，例如電機體積空間限制較嚴場合，往往都是使用強制冷卻的方式。常用的強制冷卻方式有：

【風冷】

一般是電機同軸安裝冷卻風扇，也有采用專門的風扇結(jié)構形式。

挑戰(zhàn)：一般電機的風扇由于安裝和使用場合空間要求以及電機實際轉(zhuǎn)速較高或較低等情況，需要進行特殊設計；或者形狀特殊以及要求高速的風機，速度較高時，風扇的噪音也較大，因此風扇的設計往往是個挑戰(zhàn)，有時候難度甚至大于被冷卻電機本身。

【水冷】

常用的冷卻結(jié)構是在定子上開封閉的水槽，通過外部加壓設備提供水循環(huán)。

挑戰(zhàn)：一般只冷卻定子，所以當轉(zhuǎn)子損耗較大時，這種方式不太常使用。


【油冷】

常用的是充油式循環(huán)冷卻，即電機內(nèi)部充滿或充一定比例冷卻介質(zhì)，通過油的循環(huán)帶走熱量。

挑戰(zhàn)：油冷時要特別注意油的粘稠不同而引起電機附加損耗，從而使電機的效率降低。

【氣冷】

與油冷類似，一般用氦氣的比較多，在特殊情況下采用氫氣。

以上水、油、氣三種冷卻方式都必須要求電機有良好的密封設計，尤其是后兩種，由于冷卻介質(zhì)要穿過電機內(nèi)部，經(jīng)過定、轉(zhuǎn)子之間的氣隙，因此電機本體的密封設計很重要，否則就會造成油和氣的泄露。但是很多時候，油和氣不能隨時補充，因此泄露不僅僅影響冷卻效果，更重要的是影響電機長時間可靠運行。油和氣在電機內(nèi)部的流體通道的合理設計，以及油、氣本身引起的阻力增加也都是值得特別注意的。

【工作制】

工作制是西瑪電機承受負載的說明，包括啟動、電制動、空載、斷能停轉(zhuǎn)，以及這些階段的持續(xù)時間和先后順序。工作制是設計和電機選型的基礎，電機工作制的確定與電機散熱緊密相關。西瑪電機技術中心制一張表格，讓大家了解一下電機的工作制代號名稱及內(nèi)容。


重點：

l 只要熱性能有保證，同一臺電機可以在好幾個工作制之間相互轉(zhuǎn)換。

l 很多微電機可以適合多種工作制，即在不同的工況下運行。圖高性能的伺服電機幾乎能運行在各種工作制，但不同工況時的負載能力和性能指標應作相應的規(guī)定。

本篇文章，將作為西瑪電機損耗、發(fā)熱、冷卻的結(jié)束。從下篇文章開始，西瑪電機技術中心會針對電機的振動，噪音和電磁兼容展開。我相信這也是很多同學在電機選型上一直存在的很多大困擾，西瑪電機技術中心一直希望秉持的外行的角度看內(nèi)行的精神，幫助大家了解電機的同時，可以更加清晰自己對電機的需求。

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