浅谈电机内部转子结构对温升的设计

何丽鹏

摘要：闡述了电机转子内部结构设计降低电机温升的问题

关键词：转子；铸铝转子；转子风翼；内风扇；挡风板；温升

中图分类号：TM351 文献识别码：A 文章编号：1001-828X（2017）003-0-01

电机运行时将产生各种损耗，这些损耗转变成热量，使电机各部件发热，温升升高。电机中的某些部件，特别是电机的绝缘只能在一定的温度限制内才能可靠工作，为维持电机的合理寿命，需要采取适当的措施，将电机中的热量散发出去，使其在允许的温度限值内运行。

电机的冷却方式，主要是指对电机散热采用什么冷却介质和相应的流动途径。一种合理的冷却方式，应该是具有最适当的冷却介质流量和合理的流动途径，以最小的流量达到最有效的冷却，同时耗用的功率小，结构简单，造价低，运行安全可靠。改进电机的冷却技术，对提高电机的利用系数和效率及增加可靠性和寿命，特别对提高大型电机的单机容量，都具有重要的意义。

为获得合理的电机冷却方式需要对电机的风路结构进行很好的设计，合理的电机转子结构设计会加速电机的冷却，现结合设计需要浅谈几种加速电机冷却的转子方案的设计。

一、小功率全封闭扇冷异步电动机

在加强内部空气流动设计上一般在转子铸铝过程中增加两端的风翼，在转子旋转过程中，两端风翼随转子一起转动加强内部空气流动，但在一些小电机（非标加大功率）设计过程中仅靠铸铝转子风翼不足以达到允许的温升控制范围之内，经设计验证，在内部空间允许情况下增加一个合适的内风扇能够很好的加强内部空气流动，使电机达到允许的温升控制范围之内，下图示为某客户设计的2.2KW 4极电机，客户要求电压为宽电压208/240 60HZ 对温升要求控制极低，经过多次设计，多次反复使用大风扇降温都不能达到客户要求，最终在电机内部加了一个钢板的内风扇，电机温升达到了可控范围之内，满足了客户需求；转子及内风扇图示如下图1所示：

二、大功率的全封闭扇冷异步电动机

为了更好的加强内部空气流动，一般在转子冲片设计上会增加通风孔，为了使风向流动一致，一般在铸铸铝转子过程中只在一端增加风翼，为促使空气流动通过通风孔进入转子另一端，一般在风翼的端部加一个挡风板，防止风向四处流动，但在一些铁心特别长的电机设计过程中，仅靠挡风板不能使电机达到温升可控的范围之内，经设计验证，在不更改原有设计基础上在挡风板上加几个扇叶，增加风翼端空气流动，可以很好的降低电机温升，如下图2所示，

三、小功率开启式（ODP）异步电动机

由于机座，端盖上分别带有进出的通风孔，一般用于粉尘、污染少，环境较好的场所，电机设计一般能较好的控制在温升允许范围之内，由于电机内部与外界空气可以直接交流，在铸铸铝转子是一般要求两端都带风翼，风翼在转子旋转带动下从端盖进风口进风，经过机座上风路在出风孔处出风，其转子结构如下图3所示：

四、大功率开启式（ODP）异步电动机

机座，端盖上也分别带有进出的通风孔，也用于粉尘污染少，环境良好的场所，但由于电机功率消耗大会产生大量的热量仅靠电机转子本身不足以是热量交换出去。为了加快电机内外热量的交换需要在转子上增加内风扇，根据不同的风路选择不同内风扇的增加方法，下图4为转子上增加内风扇的图示；

五、结语

电机温升作为检测电机性能的一项重要指标，是电机设计过程中必须要考虑的问题，为让电机内部热量很快的散热出去需要对电机通风系统结构进行好的设计，不同类型的电机可以采取不同的通风系统结构，而电机的转子在电机运作过程中会一直转动，好的转子结构设计可以加速电机内外热量的交换，只有不断的优化设计才能使自己的产品在日趋激烈的市场竞争中脱颖而出。

参考文献：

[1]上海电器科学研究所.中小型电机设计手册.北京机械工业出版社，1982.

[2]胡虔生，胡敏强.电机学[M].北京：中国电力出版社，2005.

[3]三相异步电动机试验检测技术手册[M].上海科学技术出版社，2014.