电机冷却之液冷.docx
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1、高效化是电机散热系统发展的重要方向,优化电机散热系统结构参数是提高电机冷却效率的常用手段。近年来,通过在电机关键发热部件与冷却壳体之间构建额外热路来提高电机散热效率的额外热路增强型电机散热方案得到了研究与应用。液冷散热系统是在电机机壳内部或电机内部设置密封的循环流道,并采用循环装置驱动冷却介质在流道内循环流动进行换热的电机冷却系统。常用冷却介质的物理特性如表1所示,根据冷却介质可以将液冷散热系统分为水冷散热系统和油冷散热系统两类。水冷散热系统主要是在机壳内部设置循环流道,流道结构主要有圆周型、螺旋型和轴向型三种,还有少部分的复合型流道结构。圆周型冷却流道的散热能力较强,螺旋型冷却流道的压力损耗
2、较小,而轴向型冷却流道的轴向温度梯度小,适合轴向长度较长的电机。止匕外,也可以在定子铁芯上设计循环水路,对定子进行高效冷却,在铁芯瓶部集成冷却水管的散热结构,水介质具有无污染、成本低、质量热容和热导率较高等优势,因此得到了广泛的应用。为了克服水介质凝固点较高、沸点较低的不足,在实际使用中往往采用水-乙二醇混合溶液以降低凝固点,提高水冷散热系统的环境适应性。此外,水冷散热系统在长期循环过程中容易产生水垢并腐蚀机壳,因此在实际应用中还需要添加抗腐蚀和抗泡沫等添加剂。油介质具有良好的绝缘特性,可以在电机内部流动,与电机绕组、定子等发热部件直接进行热交换,也可以在机壳内部的流道中循环流动。这两种油冷方
3、式分别是直接油冷和间接油冷。直接油冷又可以分为浸油式和喷油式两种。浸油式油冷是将电机的定转子都浸没在冷却油中,具有良好冷却效果的同时可以降低电机工作噪声,但是油的黏度较大,增加了电机转子旋转时的能量损失;喷油式油冷通过将冷却油喷淋到机壳内表面及定子端部实现对电机的高效散热。直接油冷特别是喷油式油冷的冷却介质与电机内部的发热部件直接接触,可显著降低电机绕组、定子等高发热部件的散热热阻,具有极高的散热效率,因此多用于高功率密度电机。油冷系统需要严格的过滤系统对油介质进行过滤,以避免油中的杂质对电机内部的绝缘层造成破坏。油冷散热系统的成本昂贵,因此其应用规模不如水冷散热系统广泛。水冷散热系统的流道结
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