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新聞動態 散熱對防爆變頻電機選擇風機的必要性及使用原則
發布時間:2022.07.22

風機是防爆變頻電機匹配的通風散熱裝置,結合電機的結構特點有軸流風機和離心風機兩種;軸流風機安裝在電機的非軸伸端,從功能上相當于工頻電機的外風扇和風罩的作用;而離心風機則根據電機本體結構及一些附加裝置的特定功能,被安裝在電機的適當位置。

對于防爆電機頻率變化范圍較小、且電機溫升裕度較大的情況,也可以采用工頻電機的自帶風扇結構,而對于電機運行頻率范圍較寬的情況,原則上應安裝獨立風機。風機之所以被稱做獨立風機,一方面緣于其與電機機械部分的相對獨立性,另一方面還在于風機電源與電機電源的相對獨立性,即兩者不能共用一套電源。

防爆變頻電機通過變頻電源或變頻器供電,電機轉速可變,自帶風扇的結構不能滿足電機所有運行轉速下的散熱要求,特別是低速運行時,導致電機發熱量與流量嚴重不足的冷卻介質空氣帶走的熱量失衡,即發熱量不變甚至有所加大,而可攜帶熱量的空氣流量因轉速低而急劇減少,導致熱量積聚而散不出去,繞組溫度迅速升高甚至燒毀電機。而與電機轉速無關的獨立風機即可滿足這種需求:

(1)獨立運行的風機轉速不受電機運行中轉速變化的影響,總是設置為優先于電機起動,滯后于電機停機,可較好地滿足電機的通風散熱要求。

2)可以結合防爆電機的設計溫升裕度,適當調整風機的功率、轉速等參數。風機電機與電機本體可以不同極數,條件允許時也可以有不同的電壓等級。

(3)對于防爆電機附加元件較多的結構,可以在風機的設計上進行調整,滿足通風散熱要求的同時,最大限度地縮小電機的整體體積。

(4)對于電機本體,由于少了自帶風扇,電機的機械損耗會減小,對于提高電機效率有一定效果。

(5)從電機的振動和噪聲指標控制分析,轉子的總體平衡效果不會受后期安裝風機的影響,保持原有的良好平衡狀態;而對于電機噪聲,可以通過風機的低噪聲設計整體提升電機的噪聲性能水平。

(6)從電機的結構分析,緣于風機與電機主體的相互獨立性,在維護電機軸承系統,或進行拆機檢查時,較帶風扇的電機相對容易,也不會出現電機與風機的不同軸相互干涉的情況。

但從制造成本分析,風機的造價明顯高于風扇和風罩,但對于寬調速范圍運行的變頻電機,必須加裝軸流風機。在變頻電機的故障案例中,有一些電機就是因為軸流風機不工作導致繞組燒毀事故,即在電機的運行過程中,沒有及時啟動風機或風機故障,電機運行產生的熱量不能及時散發,導致繞組過熱燒毀。

對于防爆變頻電機,特別是使用變頻器調速的電機,因為電源波形不是正常的正弦波而是脈寬調制波,陡峭的沖擊脈沖波不斷電腐蝕繞組絕緣,導致絕緣老化乃至擊穿。因此,變頻電機運行過程中比普通工頻電機更容易出現問題,需采用變頻電機專用電磁線,繞組耐電壓考核值要提高。

風機、變頻調速、耐受供電電源中的沖擊脈沖波,這三大技術特質決定了變頻電機區別于普通電機的優異運行特性和難以逾越的技術門檻。實際應用中,粗放式的簡單應用變頻電機的門檻很低,或者說加裝個獨立風機就可實現,但風機選型及其與電機的接口、風路結構、絕緣系統等組成的變頻電機系統涵蓋技術領域廣,用于高效率、高精度環保運行時,制約因素非常多,須跨越諸多技術門檻,如某一頻段運行時的嘯叫問題、軸承軸電流電蝕問題、變頻供電時的電氣可靠性問題等,無一不涉及較深層次的技術難題。

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