工控热控精准控制电机温升的艺术
电机定子绕组的温升与其承受的电流密切相关,随着电流的上升,其温升也会伴随增加,并且这种增幅尤为显著。然而,除了电流之外,其他因素如生产过程中的工艺波动、质量控制等因素同样对温升产生影响。为了确保产品质量,不受这些变动的影响,设计时应预留一定的安全裕度。
在制定技术条件时,对于电机来说,其额定电压和频率范围都有明确规定。如果超出这些范围,电机将无法正常运行,因此必须保证所接用的电网参数符合其工作要求,其中尤以供给压力最为关键。在户外安装时,由于成本和材料安全性考量,一些临时线路往往采用铝芯线,这可能导致实际施加到电机上的压力严重不足,从而使得负载过大,最终导致发热并可能在短时间内造成烧毁。
当一台成品出现不合格的温升问题时,改善措施有限,但可以通过多种手段进行补救,如增加浸漆次数、扩大风扇宽度及外径或调整转子直径以增大气隙,以牺牲其他性能来控制温度。此举对于2极型号可能有效,因为它降低了杂散损耗以及转子的热辐射;但对于多极型号则效果不佳,因为励磁功率将显著上升。
针对槽满率较低的情况,可以通过增加浸漆次数或采用真空压力浸漆技术来改善槽内导热情况,但这同时也会堆积更多涂层物质,从而妨碍后续散热。而绕组外部包装层厚度过大的涂层还会阻碍后续浸漆进入内部,从而减少了其对温度调控的效用。
如果条件允许或者必要的话,还有一种方法可以有效地降低温度,即调整引擎参数,比如减少每个槽位匝数、提高导线直径,这样可以减轻磁通负荷和导线中每单位长度所承载的当前密度,对于降低温度起到了重要作用。特别是在封闭式结构中,如果减少匝数后铁心损耗增加,而绕组相比之下更易产生热量,那么铁心较好散发出的特点就变得更加突出。此外,还需要考虑减少匝数后功率因子的下降以及启动瞬间所需的大幅提升,以及如何通过适当延长铁心长度或优化转子槽形来平衡整体效益。
对于转子部分,在允许铁心磁场强度的情况下,可以扩展槽底面积,或在高速应用中增大端部截面,以此方式尤其能够缓解封闭式结构下的定子运作期间产生的问题。
最后,在某些尺寸限制下的情形下,将绕组绝缘等级提升是解决温升问题的一种必要和合理的手段。这一策略有时候能提供一个可行性的解决方案。