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第8章电机发热与冷却计算

第八章电机发热与冷却计算

§8-1温升限度

一、概述

电机运行→产生损耗→变为热能→电机各部分温度升高。

温升：电机部件的温度与周围介质温度之差，称为该部件的温升。

用Δτ来表示。Δτ

根据对物质体发热过程的分

析，温升随时间的变化是呈指Δτ

∞

数曲线关系，如图所示。

起始阶段：物体温度与周围介质

温度相同，物体所产生的损耗热

全部用来提升物体温度，因此，

物体温度上升很快

0

t

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中间阶段：由于物体温度高于周围介质温度，温差加大，于是

物体的热量就散发到周围介质，散发量随着温差的加大而加大

稳定阶段：当物体内部产生的热量与散发到周围介质中支的

热量相等时，物体本身的温度不再增加。

温升对电机部件的影响，首当其冲的是绕组的绝缘材料。

如何降低温升？

1、提高效率，减少损耗

2、增强电机的散热能力，如强迫风冷。

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二、我国采用的电机温升限度

温升限度：指电机在额定负载运行下，各部件温升的允许极限值

称为温升极限。

对电机而言，其温升极限基本上取决于绝缘材料所允许的最高温

度及冷却介质的温度。不同绝缘等级的绝缘材料，其耐温极限如下

表所示。

耐热分级AEBFH

极限温度/℃105120130155180

冷却介质温度/℃4040404040

温升限度/℃607580100125

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冷却介质温度的确定

冷却介质温度即为大气温度，每个国家一般都采用大部分地区的

大气绝对最高温度作为冷却介质的温度，因此我国的国家标准规定

+40℃作为冷却介质温度。

测量温度的方法

有温度计法、电阻法、埋置检温计法三种方法

不同的方法测出的平均温度与最热点温度之间的差别不一样。

例如在标准中规定A级绝缘的定子绕组，用温度计法测得的温升

限度为50℃，它是由该级绝缘的最高温度105℃减去40℃得65℃，

再减掉平均温度与最高温度的差别15℃后得到。

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§8-2电机的冷却方式

一、概述

1、风扇强迫空气流动的冷却方式

2、氢气为冷却介质的冷却方式

3、内冷，即不通过绝缘材料，使导体产生的热量直接

传给冷却介质

a)以氢作为冷却介质；

b)以水作为冷却介质。

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目前在电机制造业中大量采用的仍是以空气为冷却介质的空

气冷却系统。

二、空气冷却系统

特点：结构简单、成本低；其缺点是：空气冷却效果差，在

高速电机中引起的摩擦损耗大。其结构类型特点有以下四个方面：

（一）开路冷却或闭路冷却

开路式：外部空气→进入电机→回到周围环境中去

闭路式：电机内部空气→在电机内部循环→冷却介质产生的热量

→经过结构件如机壳→传递给第二介质。

（二）径向、轴向和混合式通风系统

按电机内部冷却空气的流动方向，分为径向、轴向与混合三种

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径向通风系统便于利用转子上能够产生风压的部件，如风

道片、铸铝散热片等的鼓风作用，产生散热效果而得到广泛应用。

轴向通风系统