同步发电机或交流发电机的冷却
冷却是交流发电机制造和运行中非常重要的方面。交流发电机或同步发电机的冷却分为两种类型:
- 开路冷却
- 闭路冷却
开路冷却
在开路冷却中,空气通过风扇和鼓风机吸入交流发电机并在内部循环。然后,这部分空气释放回大气。开路冷却方法适用于小型交流发电机。
闭路冷却
闭路冷却方法是一个完全封闭的系统,交流发电机产生的干净热空气通过油或水冷热交换器冷却,然后,冷却后的空气由风扇强迫通过交流发电机。
为了增加与冷却空气的接触面积,在定子和转子铁芯中以及有时在交流发电机的励磁线圈中设置了风道。根据空气通过风道的方向,它们可以是径向或轴向。
径向通风系统
在径向通风系统中,冷却空气通过气隙进入定子风道,并径向穿过定子后部,然后从那里排出。
径向通风系统的优点
径向通风系统适用于小型和大型交流发电机。
冷却能量损失最小。
发电机在轴向方向上具有足够的均匀温升。
径向通风系统的缺点
它增加了发电机的尺寸,因为通风管道占据了约 20% 的电枢长度。
与其他通风系统相比,散热量较少。
在某些情况下,径向通风系统对流经交流发电机的冷却空气量不稳定。
轴向通风系统
在轴向通风系统中,冷却空气沿轴向方向强迫穿过定子和转子铁芯中形成的风道。这是一种非常有效的交流发电机冷却方法,但对于轴向长度较大的发电机除外。
轴向通风方法的主要缺点是热传递不均匀。在这种方法中,交流发电机的空气出口部分冷却效果较差,因为到排出时,通过轴向风道的空气已经变热了。
圆周通风系统
在圆周通风系统中,冷却空气从定子铁芯外圆周的一个或多个点供应,并圆周地强迫穿过叠片之间的风道到合适的出口。在这种方法中,可以增加风道面积。
在某些情况下,圆周和径向流动系统组合在一起,但必须避免两个冷却气流之间的相互干扰。这是通过在外部表面关闭交替的径向风道来实现的。
冷却空气的要求
冷却空气应无尘土和烟灰,尤其是在工业环境中。这些会堵塞通风管道并减少风道面积,从而导致传导散热减少。为了去除空气中的尘埃颗粒,使用空气过滤器。通常使用可以经常更换的乳酪过滤器。有时,可能需要在喷雾室中清洗空气。在实践中,空气通过水冷器冷却并再次使用。
空气冷却的局限性
对于大型交流发电机,空气冷却变得不经济,因为用于循环冷却空气的风扇尺寸会增加,因此需要更大的功率和相应的昂贵的辅助设备。
交流发电机有一个最终额定值,超过该额定值,空气冷却将无法将交流发电机的温度保持在安全限度内。
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