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电机散热系统中,变频电机选择风机的必要性及使用原则!

发布时间:2021-05-18 09:04:36  浏览次数:673

风机是变频电机匹配的通风散热装置,结合电机的结构特点有轴流风机和离心风机两种;轴流风机安装在电机的非轴伸端,从功能上相当于工频电机的外风扇和风罩的作用;而离心风机则根据变频电机本体结构及一些附加装置的特定功能,被安装在电机的适当位置。

      对于变频电机频率变化范围较小、且电机温升裕度较大的情况,也可以采用工频电机的自带风扇结构,而对于电机运行频率范围较宽的情况,原则上应安装独立风机。风机之所以被称做独立风机,一方面缘于其与电机机械部分的相对独立性,另一方面还在于风机电源与电机电源的相对独立性,即两者不能共用一套电源。

      变频电机通过变频电源或变频器供电,电机转速可变,自带风扇的结构不能满足电机所有运行转速下的散热要求,特别是低速运行时,导致电机发热量与流量严重不足的冷却介质空气带走的热量失衡,即发热量不变甚至有所加大,而可携带热量的空气流量因转速低而急剧减少,导致热量积聚而散不出去,绕组温度迅速升高甚至烧毁电机。而与电机转速无关的独立风机即可满足这种需求:

(1)独立运行的风机转速不受电机运行中转速变化的影响,总是设置为优先于电机起动,滞后于电机停机,可较好地满足电机的通风散热要求。 

(2)可以结合电机的设计温升裕度,适当调整风机的功率、转速等参数。风机电机与电机本体可以不同极数,条件允许时也可以有不同的电压等级。


(3)对于电机附加元件较多的结构,可以在风机的设计上进行调整,满足通风散热要求的同时,最大限度地缩小电机的整体体积。


(4)对于电机本体,由于少了自带风扇,电机的机械损耗会减小,对于提高电机效率有一定效果。


(5)从电机的振动和噪声指标控制分析,转子的总体平衡效果不会受后期安装风机的影响,保持原有的良好平衡状态;而对于电机噪声,可以通过风机的低噪声设计整体提升电机的噪声性能水平。(6)从电机的结构分析,缘于风机与电机主体的相互独立性,在维护电机轴承系统,或进行拆机检查时,较带风扇的电机相对容易,也不会出现电机与风机的不同轴相互干涉的情况。

     但从制造成本分析,风机的造价明显高于风扇和风罩,但对于宽调速范围运行的变频电机,必须加装轴流风机。在变频电机的故障案例中,有一些电机就是因为轴流风机不工作导致绕组烧毁事故,即在电机的运行过程中,没有及时启动风机或风机故障,电机运行产生的热量不能及时散发,导致绕组过热烧毁。对于变频电机,特别是使用变频器调速的电机,因为电源波形不是正常的正弦波而是脉宽调制波,陡峭的冲击脉冲波不断电腐蚀绕组绝缘,导致绝缘老化乃至击穿。因此,变频电机运行过程中比普通工频电机更容易出现问题,需采用变频电机专用电磁线,绕组耐电压考核值要提高。