淺談西瑪電機的發(fā)熱冷卻原因及對應(yīng)處理方法

為什么要把比較晦澀的電機損耗拿來講，原因其實很簡單。首先，電機的損耗決定了電機的效率，而效率決定了很大程度上決定了電池的使用時間。其實，電機的損耗也反應(yīng)了電機的發(fā)熱，而發(fā)熱的問題，會很大程度上影響電機的壽命，電機的壽命繼而影響產(chǎn)品的壽命。所以今天，西瑪電機技術(shù)中心會針對電機的發(fā)熱、冷卻來談?wù)勲姍C的壽命問題。


【電機的發(fā)熱】

電機產(chǎn)生的各種損耗，最終都變成熱能，從而使電機的某些部件，如鐵心、繞組發(fā)熱，溫度升高。溫度對電機的絕緣和使用壽命有很大的影響，所以電機工程師對電機的溫升和工作溫度有一定的限制。

【絕緣材料】

電機的溫度限制主要取決于絕緣材料。溫度過高會引起絕緣材料的過快老化。因絕緣老化而帶來的問題是：電氣絕緣性能降低，機械強度降低，在振動、沖擊和濕熱條件下部件出現(xiàn)起皺和斷裂，壽命大大減小等。西瑪電機技術(shù)中心附上一張電機常用的絕緣材料與耐熱能力的表格以供大家參考。


【冷卻方式】

討論了發(fā)熱，那么就有必要討論散熱和冷卻。電機的結(jié)構(gòu)多種多樣，運行模式也不盡相同，品種繁多，用途各異，因此其冷卻方式也各不相同，概括起來主要由以下幾類：

【小型封閉自冷式一般用途微電機】

l 功率一般不大，以小型永磁直流電機和小型交流電機為主；

l 電機結(jié)構(gòu)采用全封閉結(jié)構(gòu)，熱負荷設(shè)計低，一般不進行專門的發(fā)熱計算，正常運行時溫升不高；

l 電機的絕緣等級也不高，大部分是B級絕緣，部分甚至采用E級絕緣

l 主要應(yīng)用在玩具，小家電，辦公設(shè)備，音響，娛樂、健康領(lǐng)域；


【全封閉驅(qū)動用微電機】

l 電機多為標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)、系列化設(shè)計、性能優(yōu)異；

l 絕緣等級一般為F級，溫升較高，對溫升要求嚴格，熱負荷設(shè)計也較高；

l 個別情況根據(jù)實際需求也采用H級甚至C級絕緣；

l 主要應(yīng)用在工業(yè)自動化裝備、機器人、智能機械、裝備及生產(chǎn)線等有一定驅(qū)動控制要求的場合，一般沒有專門的冷卻設(shè)備或驅(qū)動裝置；

【分裝式微電機】

l 電機不構(gòu)成一個整體，根據(jù)使用者需求，把電機的各部件分別安裝在相應(yīng)的機器設(shè)備上。一般以提供單獨的定子和轉(zhuǎn)子形式為主；

l 電機的溫升和散熱要結(jié)合場合考慮，一般散熱條件都較好，因此可以設(shè)計較高的功率密度；

l 如有冷卻裝置，需要根據(jù)冷卻介質(zhì)的種類、流速、與電機發(fā)熱部分接觸面大小進行專門溫升設(shè)計和實驗；

l 通常是用在高檔家電，如壓縮機、電動汽車、航空機載設(shè)備及機床工具等領(lǐng)域；


【冷卻用微電機】

l 這類微電機本身就是用于各種設(shè)備或系統(tǒng)的冷卻，如計算機冷卻軸流風(fēng)扇、空調(diào)用風(fēng)機等；

l 一般不考慮專門熱設(shè)計，要和冷卻設(shè)備如風(fēng)扇等一起考慮，其外形和結(jié)構(gòu)設(shè)計要考慮對冷卻介質(zhì)阻力的影響；

【微電機組件及系統(tǒng)】

l 電機組件就是將多臺電機組合在一起以提供更好的性能和更多的用途，以滿足高精度驅(qū)動或特殊要求的場合；

l 散熱或溫升主要應(yīng)考慮其中的薄弱環(huán)節(jié)，絕緣等級的部件或者通過熱場合理分布來滿足需求；

l 特別是電機本體和驅(qū)動系統(tǒng)一體化時，需考慮驅(qū)動器中的功率部件的散熱及電子元器件的耐熱等級；

本篇文章看完之后，我相信如果你在電機發(fā)熱上的大部分問題都能得到解釋。本章談?wù)摰亩际浅Ｒ姷碾姍C種類，但是針對特殊場合下使用的特種定制微電機，例如高功率，高轉(zhuǎn)矩等電機，其發(fā)熱及冷卻的方式不能這么粗略的了解，而是應(yīng)該根據(jù)特殊情況特殊分析。下篇文章，西瑪電機技術(shù)中心就會講解常用的特種電機冷卻的常用方式，以及非常重要的電機工作制。

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