Вы знаете методы и эффективность охлаждения высоковольтного двигателя?
2025-10-09
Современные высоковольтные двигатели всё чаще проектируются с учётом повышенной электромагнитной нагрузки. Такое решение позволяет не только повысить эффективность использования материалов, но и способствует постоянному увеличению единичной мощности высоковольтных двигателей. В связи с этой тенденцией оптимизация системы охлаждения и повышение теплоотдачи высоковольтного двигателя становятся особенно важными. В настоящее время большинство высоковольтных двигателей используют принудительное воздушное охлаждение с помощью вентилятора — эта технология получила широкое распространение во всех типах электрических машин.
Истоки систем охлаждения высоковольтных двигателей относятся к 1928 году, когда для повышения коэффициента мощности электрических сетей в синхронных компенсаторах впервые был использован водород в качестве охлаждающей среды. Эксперименты показали, что водородное охлаждение не только снижает механические потери на трение газа, но и значительно повышает эффективность теплоотвода. При одинаковых габаритах применение водородного охлаждения позволяет увеличить мощность высоковольтного двигателя на 20–25 % и более, одновременно повышая его КПД.
В последующие два десятилетия технология водородного охлаждения быстро распространилась в турбогенераторах. С 1950-х годов крупные электрические машины, особенно турбогенераторы, начали применять системы внутреннего охлаждения. Под внутренним охлаждением понимается передача тепла от проводников непосредственно охлаждающей среде, без прохождения через изоляционные материалы. Первоначально в таких системах использовался водород, а для дальнейшего повышения эффективности теплоотвода в качестве охлаждающей среды применяли жидкости (воду или масло).
В зависимости от используемой охлаждающей среды системы охлаждения высоковольтных двигателей могут быть различных типов. Среди них системы с воздушным охлаждением получили наиболее широкое распространение. Ниже рассмотрим особенности воздушного охлаждения.
Воздушная система охлаждения высоковольтного двигателя обладает рядом преимуществ. Конструкция таких двигателей проста, стоимость невелика, однако эффективность охлаждения сравнительно низкая, а при высоких скоростях вращения увеличиваются потери на трение воздуха. Существует множество вариантов построения воздушных систем охлаждения, и ниже приведены основные их характеристики:
1、Открытая (свободная циркуляция) и замкнутая (герметичная циркуляция) системы охлаждения.
В открытых системах охлаждения высоковольтного двигателя воздух засасывается из окружающей среды, проходит через двигатель и выбрасывается обратно в атмосферу. В замкнутых системах первичный охлаждающий поток циркулирует внутри высоковольтного двигателя, передавая тепло вторичной охлаждающей среде через теплообменники или конструктивные элементы.
2、Радиальная, осевая и смешанная вентиляция.
В зависимости от направления потока воздуха внутри высоковольтного двигателя системы охлаждения делятся на радиальные, осевые и смешанные. Радиальная система использует нагнетающее действие элементов ротора (лопатки, полюса и т.п.) и применяется довольно широко. Осевая система позволяет устанавливать вентиляторы большого диаметра и увеличивать объём воздушного потока, но охлаждение при этом менее равномерное и не всегда эффективно использует нагнетающее действие ротора. Смешанная система сочетает в себе оба принципа, однако обычно один из них является основным.
3、Всасывающая и нагнетательная системы.
По направлению движения охлаждающего воздуха системы делятся на всасывающие и нагнетательные. Всасывающая система обладает более высокой эффективностью охлаждения, так как холодный воздух сначала контактирует с наиболее нагревающимися частями высоковольтного двигателя. В нагнетательной системе воздух сначала проходит через вентилятор, где нагревается, и лишь затем поступает к нагревающимся элементам высоковольтного двигателя.
4、Наружное и внутреннее охлаждение.
Воздушные системы охлаждения высоковольтных двигателей обычно используют наружное или поверхностное охлаждение. Однако для повышения эффективности иногда применяют внутреннее охлаждение, например, в обмотках возбуждения гидрогенераторов может использоваться система внутреннего воздушного охлаждения. Такие системы отличаются сложной конструкцией и предъявляют высокие требования к чистоте и свойствам охлаждающего воздуха, поэтому применяются сравнительно редко.
Наша компания выпускает широкий ассортимент моделей высоковольтных двигателей и может подобрать оптимальную модель в зависимости от условий эксплуатации. Если вы хотите узнать больше о высоковольтных двигателях, свяжитесь с нами — будем рады сотрудничеству!
