淺談電機內部轉子結構對溫升的設計

何麗鵬

摘要：闡述了電機轉子內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

電機運行時將產生各種損耗，這些損耗轉變成熱量，使電機各部件發熱，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才能可靠工作，為維持電機的合理壽命，需要采取適當的措施，將電機中的熱量散發出去，使其在允許的溫度限值內運行。

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，應該是具有最適當的冷卻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，經設計驗證，在內部空間允許情況下增加一個合適的內風扇能夠很好的加強內部空氣流動，使電機達到允許的溫升控制范圍之內，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，最終在電機內部加了一個鋼板的內風扇，電機溫升達到了可控范圍之內，滿足了客戶需求；轉子及內風扇圖示如下圖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，經設計驗證，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，由于電機內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，環境良好的場所，但由于電機功率消耗大會產生大量的熱量僅靠電機轉子本身不足以是熱量交換出去。為了加快電機內外熱量的交換需要在轉子上增加內風扇，根據不同的風路選擇不同內風扇的增加方法，下圖4為轉子上增加內風扇的圖示；

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，為讓電機內部熱量很快的散熱出去需要對電機通風系統結構進行好的設計，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外熱量的交換，只有不斷的優化設計才能使自己的產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.