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技術(shù)文章
變頻電機(jī)風(fēng)扇特性的探討
時(shí)間:2021-06-28 08:06

一天,女士的單位接待了一群來訪的學(xué)生?,F(xiàn)場有人問她一個(gè)問題:為什么有的頭罩只是空殼,有的卻有葉片和小電機(jī)?當(dāng)時(shí),沈女士很高興這些孩子能問出這么多問題,盡可能耐心地解釋,感到很有成就感。

任何從事電機(jī)工作的人都知道變頻電機(jī)有兩個(gè)方面與普通電機(jī)完全不同:一是絕緣結(jié)構(gòu);二是通風(fēng)散熱.絕緣結(jié)構(gòu)主要針對高頻沖擊波加強(qiáng)電樞繞組的匝間絕緣,而通風(fēng)散熱結(jié)構(gòu)由于電機(jī)結(jié)構(gòu)、應(yīng)用場合和工作方式的不同而有很多奇怪的形狀。在這里,女士借學(xué)生答疑解惑的話題,探討了變頻供電.條件下電機(jī)的通風(fēng)散熱問題,上述空殼罩或帶葉片的罩和小型電機(jī)只是變頻電機(jī)外部強(qiáng)制風(fēng)冷的典型結(jié)構(gòu),是封閉式電機(jī)由于尺寸限制而采用的兩種風(fēng)機(jī)——普通軸流風(fēng)機(jī)和背負(fù)式風(fēng)機(jī)。

變頻電機(jī)按結(jié)構(gòu)分為封閉型開啟防護(hù)型.兩大類,防護(hù)等級IP44及以上的封閉式變頻電機(jī)一般配備強(qiáng)制風(fēng)冷風(fēng)機(jī),個(gè)別調(diào)速范圍窄、轉(zhuǎn)速下限高的產(chǎn)品為自帶風(fēng)扇.

由于變頻電機(jī)的電樞繞組直接與周圍空氣進(jìn)行熱交換,所以轉(zhuǎn)速下限不低于額定轉(zhuǎn)速的50%~70%。一般只需要一點(diǎn)專門的電磁設(shè)計(jì)就可以滿足工況要求;但是,功率密度非常高的電機(jī)還必須配備強(qiáng)制風(fēng)冷風(fēng)機(jī),在風(fēng)沙環(huán)境的應(yīng)用中還應(yīng)采取防沙措施。

根據(jù)電機(jī)最常見的風(fēng)扇的用途,我們可以分為軸流風(fēng)扇和離心風(fēng)扇兩種,但是除了外觀上的不一致之外,它們之間有什么區(qū)別?

機(jī)理與性能參數(shù)的區(qū)別

流體方向.軸流風(fēng)機(jī)的風(fēng)沿著風(fēng)機(jī)葉片的軸向流動,而離心式風(fēng)機(jī)從風(fēng)機(jī)的軸向吸取風(fēng),通過離心力從周向甩出去。

參數(shù).軸流風(fēng)機(jī)風(fēng)量大,風(fēng)壓小,離心風(fēng)機(jī)風(fēng)量大,風(fēng)壓小。

氣流方向.軸流風(fēng)機(jī)的氣流方向垂直于葉片的旋轉(zhuǎn)方向,離心風(fēng)機(jī)的氣流方向與葉片的旋轉(zhuǎn)方向相切。

性能優(yōu)劣比較.與軸流風(fēng)機(jī)相比,離心風(fēng)機(jī)最大的缺點(diǎn)是體積大,但開放式保護(hù)變頻電機(jī)必須使用離心風(fēng)機(jī),與電機(jī)腔內(nèi)的風(fēng)阻相匹配。由于它們的結(jié)構(gòu)不同,在相同的風(fēng)量和壓力下,離心式風(fēng)機(jī)的功耗比軸流式風(fēng)機(jī)大得多,但噪音會相對較小。通常消防、隧道通風(fēng)多采用軸流風(fēng)機(jī),高檔酒店首選離心風(fēng)機(jī)。

結(jié)構(gòu)差別

離心式風(fēng)機(jī)介質(zhì)流向,和軸流式風(fēng)機(jī)介質(zhì)流向;

離心風(fēng)機(jī)安裝復(fù)雜,軸流風(fēng)機(jī)安裝簡單;

離心風(fēng)機(jī)電機(jī)和風(fēng)輪通過軸連接,軸流風(fēng)機(jī)和電機(jī)通常為一體式結(jié)構(gòu);

離心風(fēng)機(jī)常安裝在進(jìn)、出口處,如空調(diào)、鍋爐風(fēng)機(jī)、引風(fēng)機(jī)等,軸流風(fēng)機(jī)常安裝在風(fēng)道內(nèi)或出口前端。

變頻電機(jī)為何要采用軸流風(fēng)機(jī)

普通電機(jī)為恒頻恒壓供電機(jī)、轉(zhuǎn)速恒定,電機(jī),通風(fēng)散熱熱穩(wěn)定性好。變頻電機(jī)專為變頻和變壓運(yùn)行而設(shè)計(jì)。一方面,電流是非正弦的,變頻器產(chǎn)生的諧波分量導(dǎo)致電機(jī)定子和轉(zhuǎn)子的銅耗增加;另一方面,頻率較低時(shí),高次諧波電流引起的損耗比增大,但冷卻風(fēng)量隨著轉(zhuǎn)速的三次冪比而減小,使電機(jī)冷卻狀況惡化,低速時(shí)溫升急劇上升。333

使用變頻電機(jī)時(shí),啟動變頻器和電機(jī)的順序原則是先啟動軸流風(fēng)機(jī),再開啟電機(jī)電源,保證電機(jī)的冷卻要求;停機(jī)時(shí),應(yīng)先關(guān)閉電機(jī),再關(guān)閉風(fēng)機(jī),以防止軸流風(fēng)機(jī)在不啟動電機(jī)的情況下獨(dú)立運(yùn)行時(shí),電機(jī)因發(fā)熱而燒壞,這也是一些低端用戶使用中常見的問題。

另一個(gè)問題是,如果軸流風(fēng)機(jī)和電機(jī)共用一個(gè)電源,當(dāng)電機(jī)變頻使用時(shí),軸流風(fēng)機(jī)的電機(jī)也會變頻使用,與風(fēng)機(jī)配套的電機(jī)也會遭受同樣的損壞命運(yùn),不會對主電機(jī)產(chǎn)生冷卻作用,同時(shí)風(fēng)機(jī)本身也難逃厄運(yùn)。

因此,變頻電機(jī)自帶風(fēng)扇的冷卻效果遠(yuǎn)不能滿足電機(jī)的散熱要求,必須采用強(qiáng)迫獨(dú)立通風(fēng),即配備獨(dú)立通風(fēng)機(jī)

一些客戶要求電機(jī)配備額外的裝置,如編碼器和超速開口,這將導(dǎo)致電機(jī)非軸向延伸端的軸向空間不足。為了控制電機(jī)的軸向尺寸和電機(jī)的冷卻要求,根據(jù)風(fēng)扇的性能特點(diǎn),選擇背負(fù)式風(fēng)扇作為離心式風(fēng)扇和電機(jī)罩的組合。

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