大中型電動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)中溫升估算

1、大中型電動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)中溫升估算摘 要：文章采取實(shí)例的方式大中型電動(dòng)機(jī)溫升 的幾種估算方式進(jìn)行分析與探究，并且根據(jù)結(jié)果得知 在不同因數(shù)的影響下，電動(dòng)機(jī)溫升與總發(fā)熱量有著直 接關(guān)系。關(guān)鍵詞：電動(dòng)機(jī)；溫升估算；電磁設(shè)計(jì) DOI：10.16640/ki.37-1222/t.2016.06.238 眾所周知，電動(dòng)機(jī)的溫升主要取決于電機(jī)發(fā)熱與 散熱的基本情況，一般情況下電機(jī)的發(fā)熱主要是因?yàn)?電機(jī)內(nèi)出現(xiàn)不同程度的損壞所致，發(fā)熱部件主要有定 子繞組、轉(zhuǎn)子繞組以及定子鐵芯等 1 。而電動(dòng)機(jī)的散 熱則主要是定轉(zhuǎn)子繞組在經(jīng)過(guò)氣隙空氣傳導(dǎo)中所形成 的一種空氣散發(fā)熱量的現(xiàn)象。如果電機(jī)能安全工作， 那么則電機(jī)繞組的穩(wěn)定溫升需

2、要小于電機(jī)繞組絕緣所 允許的最高值。所以，估算出電機(jī)的溫升對(duì)實(shí)現(xiàn)電機(jī) 設(shè)計(jì)、改造、檢修起到十分重要的作用。在估算電機(jī) 升溫時(shí)最為常用的方法便是熱路法，該方法應(yīng)用往往 會(huì)存在未知數(shù)，不僅方法繁雜，并且估算值與實(shí)際值 之間會(huì)存在非常大的誤差。另外在采取類比法等簡(jiǎn)單 方法時(shí)，由于方法簡(jiǎn)單、適用面窄，同樣會(huì)導(dǎo)致估算 值與實(shí)際值之間存在非常大的誤差。1 熱負(fù)荷 通過(guò)對(duì)電動(dòng)機(jī)相關(guān)書(shū)籍的分析與了解，可以清楚 的得知大中型高壓電動(dòng)機(jī)的定子熱負(fù)荷 AJ 主要控制 在2600A2 (cmmm2),少級(jí)電動(dòng)機(jī)定子熱負(fù)荷 AJ控 制在3000A2 (cmmm2),轉(zhuǎn)子熱負(fù)荷需要控制在2500 A2( cmmm2) 2

3、。假如電動(dòng)機(jī)的熱負(fù)荷數(shù)值比較高， 那么對(duì)電動(dòng)機(jī)有效材料的利用率也會(huì)提高，通常情況 下，如果溫升高，所用成本材料低，溫升低，材料使 用率高，但是成本卻有所提升。如果在溫升計(jì)算的時(shí) 候采取類比法則，那么對(duì)于同一種結(jié)構(gòu)形式、同一種 冷卻方法、同一機(jī)座號(hào)、同一電壓、容量相接近的電 動(dòng)機(jī)，溫升可以看做與電動(dòng)機(jī)定子熱負(fù)荷大小呈現(xiàn)正 比。2 方案的選擇 在本次研究中選擇不同的高效電動(dòng)機(jī)，分別是 650kW, 8P,分別設(shè)計(jì)三種方案。方案見(jiàn)表 1。在三種方案設(shè)計(jì)中均遵循基本原則，所有電動(dòng)機(jī) 性能指標(biāo)能夠滿足用戶的基本要求,并且所選擇的標(biāo) 準(zhǔn)為“可靠性高、成本低” 。根據(jù)對(duì)表 1 的解讀可以 得知,在計(jì)算溫升方

4、法的時(shí)候,方案一最為低端,方 案二與方案三則相當(dāng)。在計(jì)算熱負(fù)荷類比溫升方法的 時(shí)候，方案二最高，方案一與方案三最為接近。在計(jì) 算發(fā)熱量類比溫升方法的時(shí)候，方案一最低，方案三 最高3 。如果單純的從電動(dòng)機(jī)產(chǎn)品成本高低分析，方 案二則最高，方案三則最低 4 。通過(guò)對(duì)以下各類情況 的分析與考慮，最終選擇確定三種方案對(duì)新產(chǎn)品進(jìn)行 試驗(yàn)，并且將電動(dòng)機(jī)型式試驗(yàn)溫升設(shè)計(jì)在 61k，將試 制任務(wù)圓滿完成。3 試驗(yàn)驗(yàn)證由于電動(dòng)機(jī)新產(chǎn)品的型式試驗(yàn)周期比較久，并且 所花費(fèi)的時(shí)間比較高，所以無(wú)法進(jìn)行逐一進(jìn)行，另外 由于交貨期不允許，所以在本次研究中并沒(méi)有對(duì) 650kW、8P高效電動(dòng)機(jī)進(jìn)行對(duì)比試驗(yàn)。但是為從根本 上將這

5、一問(wèn)題說(shuō)明，在本次研究中筆者將功率比較小 的 215kW、 6P 的低壓電動(dòng)機(jī)的型式試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行列表 分析。見(jiàn)表 2。根據(jù)對(duì)表 2 的分析與解讀可以得知， 小氣隙電動(dòng) 機(jī)的熱負(fù)荷要比大氣隙電動(dòng)機(jī)的熱負(fù)荷要低，并且小 氣隙電動(dòng)機(jī)的溫升要比大氣隙電動(dòng)機(jī)的溫升要高，這 種情況無(wú)法形成正比關(guān)系 5。另外，小氣隙電動(dòng)機(jī)的 發(fā)熱總損傷試驗(yàn)值要比大氣隙電動(dòng)機(jī)的發(fā)熱總損耗試 驗(yàn)值要大，這與試驗(yàn)溫升會(huì)形成正比關(guān)系。在對(duì)這兩 臺(tái)電動(dòng)機(jī)試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析之后，可以清楚的得知， 小氣隙電動(dòng)機(jī)發(fā)熱的總體損耗要比鑄鋁轉(zhuǎn)子的附加鐵 損耗過(guò)大，這一原因也是導(dǎo)致試驗(yàn)溫升高于大氣隙電 動(dòng)機(jī)的主要原因 6 。4 結(jié)語(yǔ)總而言之，大中型電動(dòng)機(jī)溫升問(wèn)題是當(dāng)前最為主 要的問(wèn)題，其中在大中型電動(dòng)高壓高效電動(dòng)機(jī)的整個(gè) 試制過(guò)程之中，電動(dòng)機(jī)的性能指標(biāo)往往不是最為復(fù)雜 的問(wèn)題，溫升問(wèn)題才是困擾電動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)人員最大的難 題。另外在實(shí)驗(yàn)中還得知，電動(dòng)溫升的高低與電動(dòng)機(jī) 有效材料的使用量有著密切的聯(lián)系，所以需對(duì)電動(dòng)機(jī) 溫升與成本的關(guān)系進(jìn)行評(píng)價(jià)與分析是當(dāng)前電動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì) 人員所面臨的主要問(wèn)題。參考文獻(xiàn)：1 胡浩，鐘璐.電動(dòng)機(jī)溫升估算的有關(guān)