高压永磁同步电动机内风路优化设计

(河北乾顺节能科技有限公司 ，河北邯郸 314001)

0 引言

电动机中应设法减少铁心损耗和在定、转子中电阻发热损耗。为了防止绝缘系统的高温对电机的毁坏,主要是消除这些损耗产生的热量。消除热量使用的一种方法是内外风扇的组合方法。在一台全封闭型扇冷式电机中,有两只电机轴带动的风扇，其中一个在电机机座内。它们使空气在转子和定子的端部流通将热量带走。然后这空气由挡风系统引导到端盖的冷却表面。由于对流和传导的联合作用,热量消散到电机外部。一个外风扇吹走了电机机壳上的空气。热量通过机壳传出(机壳与定子直接连接),然后用外风扇强迫对流带走。

1 高压隔爆型三相永磁同步电动机冷却方式

在TBF系列风机用高压隔爆型三相永磁同步电动机，其转子改为永磁体励磁，冷却方式为IC411带内风扇的风路的设计，现对其冷却风路进行优化设计。

1 电机基本定额参数

以400kW-8极典型规格为例进行分析。

(1)相数m：3

(2)额定频率f：50Hz

(3)额定功率P：400kW

(4)额定电压Un：6000V

(5)额定电流In：43.04A

(6)极数：2p=8

(7)额定效率η：96.4%

(8)功率因数cosΦ：0.931

(9)最大转矩倍数Tmax：2.33

(10)起动电流倍数Tst：7.27

(11)起动转矩倍数Tst：2.32

2 发热计算

2.1 以下全部是电机工作额定功率时的损耗

铜耗

Pcu=mI2R=2671.9W

铁耗

PFe=(k1pt1vt1+k2pt2vt2)=4357.7W

杂耗

机械耗按经验值取额定功率的1%

Pj=4000W

3.2 内风扇功率

内离心风扇外形见图1，内外冷却风扇位置见图2。

图1 内离心风扇外形

按比转速n选用，一般额定转速n>1000时选择轴流风扇，否则选离心风扇。

式中，η—风扇的能量效率。对于径向式叶片取η=0.15-0.2。

离心风机的实际空载风压H