Het werkingsproces van een motor is in feite een omzetting van elektrische energie in mechanische energie, waarbij onvermijdelijk verliezen optreden. Het overgrote deel van deze verliezen wordt omgezet in warmte, waardoor de bedrijfstemperatuur van de motorwikkelingen, de ijzeren kern en andere componenten stijgt.
Oververhitting van motoren komt vaak voor tijdens de R&D en productie van nieuwe producten. Mevrouw Shen heeft ook veel gevallen meegemaakt waarbij de motortemperatuur stapsgewijs oploopt en het moeilijk is om de temperatuurstijging tijdens de typekeuring te stabiliseren. In verband met dit probleem heeft mevrouw Shen vandaag kort gesproken over koelmethoden, ventilatie en warmteafvoer van motoren, de ventilatie- en koelstructuur van verschillende motoren geanalyseerd en geprobeerd enkele ontwerptechnieken te ontdekken om oververhitting van de motor te voorkomen.
Omdat het isolatiemateriaal in de motor een temperatuurlimiet heeft, is de taak van de motorkoeling het afvoeren van de warmte die ontstaat door het interne warmteverlies van de motor, zodat de temperatuurstijging van elk onderdeel van de motor binnen het door de norm gespecificeerde bereik blijft en de interne temperatuur gelijkmatig verdeeld is.
De motor gebruikt meestal gas of vloeistof als koelmedium, waarbij lucht en water de meest voorkomende zijn. Dit noemen we luchtkoeling of waterkoeling. Luchtkoeling wordt veel gebruikt voor volledig gesloten systemen en open systemen; waterkoeling komt veel voor bij koeling met een watermantel en koeling met een warmtewisselaar.
De AC-motornorm IEC60034-6 specificeert en beschrijft de koelmethode van de motor, die wordt weergegeven door de IC-code:
Koelmethodecode = IC + circuitconfiguratiecode + koelmediumcode + pushmethodecode
1. Gangbare koelmethoden
1. IC01 natuurlijke koeling (oppervlaktekoeling)
Bijvoorbeeld de compacte Siemens 1FK7/1FT7 servomotoren. Let op: de oppervlaktetemperatuur van dit type motor is hoog, wat de omliggende apparatuur en materialen kan beïnvloeden. Daarom moet in sommige industriële toepassingen rekening worden gehouden met het voorkomen van de negatieve impact van de motortemperatuur door middel van een zorgvuldige installatie en een gematigde vermogensreductie.
2. IC411 zelfkoeling met ventilator (self-cooling)
De IC411 realiseert koeling door lucht te verplaatsen via de rotatie van de motor zelf, waarbij de snelheid van de luchtbeweging afhankelijk is van de snelheid van de motor.
3. IC416 geforceerde ventilatorkoeling (geforceerde koeling of onafhankelijke ventilatorkoeling)
De IC416 bevat een onafhankelijk aangedreven ventilator, die zorgt voor een constant luchtvolume, ongeacht de snelheid van de motor.
IC411 en IC416 zijn koelmethoden die vaak worden gebruikt voor asynchrone wisselstroommotoren met lage spanning. De warmteafvoer wordt bereikt door middel van een ventilator die lucht blaast over de koelribben op het oppervlak van de motor.
4. Waterkoeling
De warmte die ontstaat door de grote warmteverliezen in de motor wordt via het motoroppervlak afgevoerd naar de omringende lucht. Om te voorkomen dat de temperatuur van verschillende onderdelen van de motor te hoog oploopt, worden er soms speciale kanalen of leidingen met water in het heetste deel van de motor aangebracht. De circulerende lucht in de motor zorgt er dan voor dat de warmte via het water wordt afgevoerd naar het motorblok.
5. Waterstofkoeling
Bij snelle elektrische machines, zoals turbogeneratoren, wordt waterstofkoeling gebruikt. In een gesloten systeem wordt waterstofgas, dat enkele procenten hoger staat dan de atmosferische druk, intern gecirculeerd door een ingebouwde ventilator. Vervolgens stroomt het gas achtereenvolgens door het warmtegenererende deel van de motor en de watergekoelde buizenkoeler.
6. Oliekoeling
Bij sommige motoren worden de stationaire onderdelen, en zelfs de roterende onderdelen, gekoeld door olie die in de motor circuleert en door koelers aan de buitenkant van de motor stroomt.
2. Classificatie van motoren op basis van de koelmethode
(1) De motor met natuurlijke koeling maakt geen gebruik van speciale methoden om de verschillende onderdelen van de motor te koelen, maar vertrouwt alleen op de rotatie van de rotor zelf om de lucht aan te drijven.
(2) Het verwarmingsgedeelte van de zelfventilerende motor wordt gekoeld door een ingebouwde ventilator of een speciaal apparaat dat is bevestigd aan het roterende deel van de motor.
(3) Extern geventileerde motor (blaasgekoelde motor) Het buitenoppervlak van de motor wordt gekoeld door de lucht die wordt gegenereerd door de ventilator die op de motoras is gemonteerd, en de buitenlucht kan niet in het verwarmingsgedeelte binnenin de motor komen.
(4) De circulatie van het motorkoelmedium met extra koelapparatuur wordt gegenereerd door speciale apparaten buiten de motor, zoals waterkoelkasten, luchtkoelkasten en centrifugaal-wervelstroomventilatoren.
Geplaatst op: 24 oktober 2023