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风扇是电机通风冷却系统的重要风压部件,它补偿冷却介质通过风路时的风压损失,将一定流量的冷却介质输送到电机的加热部分,带走热量,传递给下一个冷却介质。
通常安装在电机腔内的风扇称为内风扇,而放置在电机外壳外的风扇称为外风扇。内风扇和外风扇都固定在电机的转子上,并随着转子旋转。
对于中小型电机,散热主要依靠外部风扇产生的风压和风罩的导流,冷却介质空气吹动外壳表面,将电机产生的热量带到周围环境中。一般在电机的非轴向延伸端安装一个外风扇,与发动机罩和机座的冷却肋片一起形成一个外部通风冷却系统,以保证一定流量的冷却介质空气流过壳体表面带走足够的热量,从而从内部发热元件到壳体表面和壳体到周围环境形成一个相对稳定的温度场,壳体内温度场的最高温度不高于设计允许值。
特别强调的是,电机风扇必须与电机罩的进气口面积和最大出气口直径相匹配。特别是对于高效电机,必须优化由机罩和电机外壳外表面形成的通风路径中每个通风段的形状和尺寸,以获得风摩擦最小的最佳冷却效果。
对于大中型电机,内部风路结构复杂,容易造成局部积热。因此,大多数铁芯都有轴向和径向通风管道,内部风扇安装在电机转子的一端或两端,使内部冷却介质空气沿着合理的路径形成独立的循环系统。两端安装的内部风扇适用于径向通风结构的电机;一端有内部风扇,用于轴向和混合通风结构电机。
风扇作为电机通风冷却系统的风压部件,与电机的铁芯和绕组一起构成独立的通风冷却系统,驱动内部冷却介质空气沿设计的预设路径循环。例如,具有径向通风冷却结构的电机铁芯具有至少三个铁芯段,并且在相邻的铁芯段之间形成通风槽。通风槽的风阻从电机两端到电机中部逐渐增加,可以改善通过多个通风槽的气流平衡,使线圈和多个铁芯段的温度分布沿电机轴向基本平衡。与实心结构相比,在不改变总风量的情况下,温度场的最高温度显著降低,有效避免了局部温升过大而导致的失效。
轴向通风可分为全轴向通风或半轴向通风,即冷却介质空气从一端流入铁芯冲片上的轴向孔,从另一端流出,或分别从两端流入铁芯的轴向孔,然后通过中间的径向风道排出。如何根据内部结构特点进行选择,是降低温升、提高电机技术性能和经济水平的关键。
轴上的风扇仅适用于以工频运行的电机。对于变频电机来说,高低速差很大,特别是低速时,转子上的风扇不能满足电机的散热要求,所以独立安装运行的风扇会改善电机的散热条件。
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