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电机散热系统中定子与转子气隙对电机温升的影响

信息来源:www.skirtsandswords.com | 发布时间:2021年04月06日

高效节能电机的定子与转子气隙是保证电机机械旋转的要素之一,工业高效电机并决定着电机的部分性能参数,湖北电机厂家如起动电流及起动转矩等;同时,电机运行过程中转子发出的热量也会通过定转子气隙在径向或轴向传导

从电机定子与转子的物理空间布局分析,相对于定子部分,转子发出的热量更难散出,并与定子绕组温度呈正相关,即转子温度高时,会因为热辐射作用,电机的定子绕组温度及温升都会升高。
热辐射是指物体由于具有温度而辐射电磁波的现象,是热量传递的方式之一。一切温度高于零度的物体都能产生热辐射,温度愈高,辐射出的总能量就愈大,短波成分也愈多。由于电磁波的传播无需任何介质,所以热辐射是在真空中的传热方式。

电机起动过程中,特别是对于笼型转子电机,转子发热严重,因而循环周期工作制电机温升控制因素较大的是笼型转子,较大比例成分为起动过程。发生电气故障的电机中,起动环节导致转子导条断条的故障问题也不在少数,一方面应用场合频繁正反转重载起动,另一方面鼠笼条或多或少存在沙眼、廋条等缺陷。在不改变其他参数的前提下,适当调整定子与转子的气隙值,可以改善电机的起动性能,并对电机温升控制也效果明显。
笼型转子铁芯的槽形对电机的起动性能影响非常大,如果适当地增大定子与转子的气隙,可以降低气隙磁导谐波,电机的附加损耗,大大减小转子对定子的热量辐射作用。实际电机温升偏高故障案例处理中,如果电机温升略高,可将转子外径适当车小,也就是调大定子与转子的气隙,这时尽管会导致电机的空载电流增加,但对于电机温升控制有 效果,或者说温升问题解决了,空载电流增加引起的副作用并不明显。特别是对电机功率因数要求不是很高的情况,通过加大气隙的方式确保证电机温升指标,无疑是一个简单的实用措施。

气隙的大小,直接影响到定子与转子间气隙的不均匀程度,进一步对电机的机械性能产生较大影响。定子与转子间气隙不均匀度达到一定水平,在电机运行时会出现单边磁拉力,严重时导致定子与转子扫膛问题,局部的摩擦过热严重影响到绕组可靠性,对于电机温升也会产生不良后果。

为了规避定子与转子旋转过程中的机械性摩擦,在条件允许的条件下,应选择尽可能大的气隙长度,这时如何拿捏气隙与各项性能指标的关系就非常重要。因为电机定子和转子之间的气隙值与电机的性能关系比较大:气隙越大,磁阻越大,需要的励磁电流越大,甚至并非简单的线性关系。加大气隙长度最直接的影响就是会使电机的功率因数变坏,因所需励磁电流加大间接影响效率指标。可以说,气隙长度的变化牵一发而动全身,意味着电机设计原则的取向。
中小型感应电机定子与转子之间的气隙一般仅为0.2-1.5mm,气隙长度的取值原则就是兼顾电气和机械性能,确保实际工艺装备水平能够达到预期可靠性要求。 

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