【2017年整理】电机冷却系统可靠性影响分析.doc

电动机冷却系统可靠性影响分析 摘要：电动机的安全稳定运行，有赖于两个方面，一个是合理的使用，即出功，又出力；另一个是长期细致的维护将故障消失在萌芽状态。对超期服役的电机第二方面尤为重要。本论文主要围绕延长期的电机在使用条件方面如通风、冷却等方面进行讨论。 关键词：通风冷却 使用寿命 故障分析 1、前言 电动机在工业与农业生产中的使用非常广泛，如机床、起重设备、运输机械、鼓风机、各种泵类以及日常生活中的电扇、医疗设备等装置中广泛应用，随着使用年限的增长，使用数量的增多，损坏情况也不断增加，但是电动机在发生故障前都会有一些表面故障现象出现，如果能够及时发现这些故障现象，准确判断故障发生的原因，及时采取相应措施，确保最优化运行和最小化不定期停工，就可避免设备过早损坏，对于环境不良，易燃、易爆危险场所、频繁起动、过载运行等要加强日常维护和保养，及时发现和消除隐患。 2、电机的散热原理 安全合理的使用电机是电机正常运转的保证，电机的使用寿命是由多种因素决定的，如电气绝缘，机械摩擦，机械疲劳，环境温度，使用方法等等，一些突发事故也能终止电机的使用寿命。在这些因素中电气绝缘部分的寿命是各种因素中的最主要的原因之一，而老化是导致绝缘下降的最主要原因，导致老化的主要原因有高温、潮湿、使其热老化，高电压、强电场使其电老化，摩擦、振动使其疲劳、损耗、破裂等，正确的解决这些问题，至少有效的改善使用方法、环境，细心的维护，都可以使电机达到使用设计年限。甚至延长使用寿命。高电压，大电机的使用年限一般为35000小时以上，有些资料统计为20年寿命，影响高电压大电机的绝缘寿命的主要因素是电老化，当然还有温度和机械因素，由于在高电压下将产生电离，电晕，电介质老化现象。这就是绝缘材料的分子结构发生了逐步的变质和损坏。这部分的老化过程不容易控制，由于大电机一般都设计为高电压，而且为额定电压，电机必须运行在这个电压下，所以改善电机的使用条件很大部分落在了改善通风和冷却上。 3、电动机的绝缘绝缘的温度等级 A级 E级 B级 F级 H级 最高允许温度() 105 120 130 155 180 绕组温升限值(K) 60 75 80 100 125 性能参考温度() 80 95 100 120 145 4、电动机的主要冷却方式 电机的运行过程就是能量转换过程，在转换中有一部分转变成机械能，这是有用功。还有一部分为无用功，如铁损、铜损、杂损及机械损耗等等都将以热量形式表现出来，电机的温度如果过高，长期工作运行在高温状态，电机的绝缘寿命将大打折扣，所以进行良好的电机通风及冷却也是延长大电机寿命的主要办法，电动机主要的冷却方式有气冷、液冷、气液冷、蒸发冷却和空调冷却五种，气冷介质包括空气和氢气等；液冷介质包括水、油、氟利昂类介质以及无污染化合物类氟碳介质。但由于电动机本身的生产成本以及环境设计要求，目前我厂生产现场使用的电动机基本是通常采用空气冷却、水冷却、水汽混合冷却三种冷却方式。 4.1空气冷却 空气通风冷却是应用最早也是应用最广泛的冷却方式，从微型机组到巨型机组具有采用。空冷又分为自然通风冷却和强迫通风冷却。自然通风冷却是指电机不需要另行设置通风机，电机运行时靠转子旋转产生的的动能迫使空气流动，利用空气与电机发热部位的温差将热量传递给空气，达到冷却电机的目的。自然通风冷却只能用于体积相对较大，功率较小的电机。强迫通风冷却方是利用通风机和转子产生的压力迫使空气流动，达到冷却电机的目的。同时强迫通风冷却又分为外冷和内冷。外冷是对电机外壳进行冷却，内冷是将空气强迫通入电机内部缝隙和风道对电机定子和转子进行冷却。空冷结构简单，无需辅助设备，管道设施少，费用低廉，维护方便，但空气比热容和导热系数小，需要较大的散热面积和通风量，才能达到预期的冷却效果。 自行通风式电机只要进出风口不被堵塞，基本上不会出现冷却系统故障。 水冷器 2014.5.24 F1冷却器拆检 2014.6.5 粗轧下辊冷却器清扫 2014.6.5 精轧下辊冷却器清扫 电机在此设备内部