浅谈西玛电机的发热冷却原因及对应处理方法

浅谈西玛电机的发热冷却原因及对应处理方法

西安西玛电机为什么要把比较晦涩的电机损耗拿来讲，原因其实很简单。首先，电机的损耗决定了电机的效率，而效率决定了很大程度上决定了电池的使用时间。其实，电机的损耗也反应了电机的发热，而发热的问题，会很大程度上影响电机的寿命，电机的寿命继而影响产品的寿命。所以今天，西玛电机技术中心会针对电机的发热、冷却来谈谈电机的寿命问题。


【电机的发热】

电机产生的各种损耗，最终都变成热能，从而使电机的某些部件，如铁心、绕组发热，温度升高。温度对电机的绝缘和使用寿命有很大的影响，所以电机工程师对电机的温升和工作温度有一定的限制。

【绝缘材料】

电机的温度限制主要取决于绝缘材料。温度过高会引起绝缘材料的过快老化。因绝缘老化而带来的问题是：电气绝缘性能降低，机械强度降低，在振动、冲击和湿热条件下部件出现起皱和断裂，寿命大大减小等。西玛电机技术中心附上一张电机常用的绝缘材料与耐热能力的表格以供大家参考。


【冷却方式】

讨论了发热，那么就有必要讨论散热和冷却。电机的结构多种多样，运行模式也不尽相同，品种繁多，用途各异，因此其冷却方式也各不相同，概括起来主要由以下几类：

【小型封闭自冷式一般用途微电机】

l 功率一般不大，以小型永磁直流电机和小型交流电机为主；

l 电机结构采用全封闭结构，热负荷设计低，一般不进行专门的发热计算，正常运行时温升不高；

l 电机的绝缘等级也不高，大部分是B级绝缘，部分甚至采用E级绝缘

l 主要应用在玩具，小家电，办公设备，音响，娱乐、健康领域；


【全封闭驱动用微电机】

l 电机多为标准结构、系列化设计、性能优异；

l 绝缘等级一般为F级，温升较高，对温升要求严格，热负荷设计也较高；

l 个别情况根据实际需求也采用H级甚至C级绝缘；

l 主要应用在工业自动化装备、机器人、智能机械、军用装备及生产线等有一定驱动控制要求的场合，一般没有专门的冷却设备或驱动装置；

【分装式微电机】

l 电机不构成一个整体，根据使用者需求，把电机的各部件分别安装在相应的机器设备上。一般以提供单独的定子和转子形式为主；

l 电机的温升和散热要结合场合考虑，一般散热条件都较好，因此可以设计较高的功率密度；

l 如有冷却装置，需要根据冷却介质的种类、流速、与电机发热部分接触面大小进行专门温升设计和实验；

l 通常是用在高档家电，如压缩机、电动汽车、航空机载设备及机床工具等领域；


【冷却用微电机】

l 这类微电机本身就是用于各种设备或系统的冷却，如计算机冷却轴流风扇、空调用风机等；

l 一般不考虑专门热设计，要和冷却设备如风扇等一起考虑，其外形和结构设计要考虑对冷却介质阻力的影响；

【微电机组件及系统】

l 电机组件就是将多台电机组合在一起以提供更好的性能和更多的用途，以满足高精度驱动或特殊要求的场合；

l 散热或温升主要应考虑其中的薄弱环节，绝缘等级最低的部件或者通过热场合理分布来满足需求；

l 特别是电机本体和驱动系统一体化时，需考虑驱动器中的功率部件的散热及电子元器件的耐热等级；

本篇文章看完之后，我相信如果你在电机发热上的大部分问题都能得到解释。本章谈论的都是常见的电机种类，但是针对特殊场合下使用的特种定制微电机，例如高功率，高转矩等电机，其发热及冷却的方式不能这么粗略的了解，而是应该根据特殊情况特殊分析。下篇文章，西玛电机技术中心就会讲解常用的特种电机冷却的常用方式，以及非常重要的电机工作制。

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