防爆電機冷卻系統(tǒng)的類型

　　1、空氣冷卻系統(tǒng)

　　空氣冷卻是防爆電機最常用的冷卻方法，有自冷、自扇冷、他扇冷、管道通風冷、自由循環(huán)通風、封閉循環(huán)通風、熱管冷卻等多種方式。按照防爆電機內冷卻空氣流通的角度，空氣冷卻系統(tǒng)可以分為徑向、軸向和混合式三種。

　　軸向通風系統(tǒng)有利于安裝直徑比較大的風扇，以加大通風量和獲取足夠大的風壓。主要弱點是沿軸向的冷卻不均勻，而且會影響利用轉子上旋轉部件所起到的風壓元件作用。另外，由于風扇的安裝而增長了轉子軸向長度，此時為避免定、轉子相擦，還需要增強軸與端蓋的剛度。

　　在徑向通風系統(tǒng)中，一般用外徑與轉子外徑大致一樣、裝于防爆電機兩端的兩個風扇作為風壓元件，同時還可運用別的能形成輔助風壓的零部件，例如風道片、磁極等的扇風作用。冷卻介質由防爆電機兩端進來，經(jīng)鐵心中風道，沿徑向由中部散發(fā)出去。這種系統(tǒng)的對稱性好，在中型以上防爆電機中獲得較廣泛的應用。但因風扇小，在中小型電機中其散熱效果往往不及軸向系統(tǒng)的好。

　　必須強調的是，對稱的徑向或軸向通風系統(tǒng)，實際上都是軸、徑向兩種流通方向均存在，僅僅是以何種流通方向為主要方式罷了。

　　帶不同另加冷卻器的一種用在封閉式防爆電機的混合通風系統(tǒng)，可將電機內循環(huán)的熱空氣的熱量有效地散走，極大地緩解因機殼被封閉而變差的散熱能力，確保適當?shù)牟牧线\用水平。通常，水輪發(fā)電機大都采用空氣冷卻，且為徑向通風系統(tǒng)，一般備有外冷卻器。

　　2、氫氣冷卻電機

　　若將封閉式電機中的空氣代之以氫氣，空氣冷卻電機就變成了氫冷電機。與空氣冷卻相比，氫冷能顯著減少通風損耗和減少轉子在冷卻介質中旋轉時所引起的摩擦損耗，這兩項損耗在高速大容量電機的總損耗中占有相當大的比例。但是，由于采用氫氣冷卻，將不可避免地要引起結構與運行上的復雜化。實際上，氫氣冷卻系統(tǒng)只用于大、中容量汽輪發(fā)電機中以及高速同步補償機中。

　　較早期的氫冷電機都是所謂導體外冷電機，機殼自然必須是封閉的，并且都帶有冷卻器。為了避免氫氣過快地泄漏和防止可能引起的爆炸，氫冷電機對密封的要求比封閉式空冷電機要高得多。氫氣泄漏的途徑主要是通過旋轉和靜止部件之間，即軸和端蓋之間的間隙。在加強密封的同時，還要使電機內部氫的壓力高于一個大氣壓，以避免大氣的滲入而導致爆炸危險。氫冷電機都配備專門的充氣排氣裝置，并用二氧化碳作為中間置換氣體以避免氫氣和空氣直接接觸而可能發(fā)生爆炸；同時要加強氫冷電機機座的強度，以保證在電機內部因事故發(fā)生爆炸時不致引起嚴重后果。

　　通常，電機內的氫氣壓力應不小于1.05個絕對大氣壓，氫氣壓力越高、冷卻效果越好，但對電機殼體強度和運行可靠性也越高。近年來，大電機內的氫氣壓力已達3~4個大氣壓，而且大多采用導體直接冷卻或內冷系統(tǒng)，使散熱效果更佳。

　　3、水冷電機

　　水是導熱能力最好的冷卻介質。按水冷電機的結構來分，也可分為水內冷與水外冷兩類。潛水電機即是一種水外冷電機，有我們熟知的淺水潛水電機，還有一種深水潛水電機：將電機、機泵制成一體，不僅整機浸入水中，而且電機的內部，包括氣隙都是冷卻水循環(huán)系統(tǒng)的一部分，冷卻效果顯著。至于常規(guī)水內冷電機，典型模式為：經(jīng)凈化的冷卻水從空心導線中流過，僅定子一側采用水冷的稱為單水內冷。

　　4、油冷電機

　　如將整只電機密封而浸于油中進行冷卻，稱為潛油電機，如用于變壓器強油循環(huán)系統(tǒng)中的小電機。另一種情況是冷卻油通過電機內部進行循環(huán)，這種油冷系統(tǒng)實現(xiàn)的主要困難是要有一個穿裝于空氣隙的圓筒，它與機座聯(lián)合起來形成一個密封的油箱。

　　由于通過氣隙的圓筒處在強大的運動磁場中，因此這個圓筒必須用電介質或弱磁性材料做成，以免引起渦流損耗和增大定子繞組的漏磁通。其次，這種材料應該在工藝上便于和鋼鐵聯(lián)結在一起進行密封。由于對這種結構及材料上較高的要求，油冷系統(tǒng)雖有種種優(yōu)點，除在某些特種電機中之外，這種冷卻系統(tǒng)沒有得到廣泛應用。尤其在水內冷電機的成功應用之后，盡管油比水介電性能強，但在冷卻效果上水比油強且價廉，特別是蒸餾水的性能已能夠滿足介電性能要求，故油冷系統(tǒng)的應用范圍就更小了。

　　5、熱管冷卻

　　熱管是當代已為人們熟知的有效傳熱裝置。它的作用原理是基于無外加驅動泵情況下所產生的蒸發(fā)—冷凝過程。當熱管內液體受熱，發(fā)生液—汽變換而蒸發(fā)時，自然提高了管內的壓力與溫度，促使蒸發(fā)后的氣體沿預設的通道通向冷卻器，該處的溫度較低，因而使蒸汽重新冷凝，壓力下降。如此，封閉系統(tǒng)的壓差實現(xiàn)了內部自然循環(huán)及熱量的傳輸。

　　防爆電機的冷卻方式

　　防爆電機十種冷卻方式有自然冷卻、自冷冷卻、外部冷卻、開路通風、表面冷卻、循環(huán)冷卻、液體冷卻、直接氣體冷卻、直接液體冷卻和組合冷卻。

　　1、防爆電機自然冷卻是通過空氣的對流和輻射冷卻的。

　　2、防爆電機自冷冷卻是在自冷冷卻時，冷卻空氣由安裝在轉子上的或由轉子拖動的風扇吹送。

　　3、防爆電機外部冷卻是通過不與電機同軸的通風機冷卻，或者用其他外部吹送的冷卻介質代替空氣。

　　4、防爆電機開路通風是由流過電機的連續(xù)更換的冷卻空氣散熱。

　　5、防爆電機表面冷卻是熱量由封閉防爆電機的表面向冷卻介質散發(fā)。

　　6、防爆電機循環(huán)冷卻是熱量通過中間冷卻介質撤掉，中間冷卻介質在電機和散熱器間連續(xù)循環(huán)。

　　7、防爆電機液體冷卻是防爆電機一部分通以水或其他液體，或者浸沒在液體中。

　　8、防爆電機直接氣體冷卻是一個或全部繞組通過在導體或線圈內流動的氣體冷卻。

　　9、防爆電機直接液體冷卻是一個或全部繞組通過在導體或線圈內流動的液體冷卻。

　　10、防爆電機組合冷卻是以上冷卻方式互相組合成的冷卻。