同步發電機或交流發電機的冷卻
冷卻是交流發電機製造和執行中非常重要的方面。交流發電機或同步發電機的冷卻分為兩種型別:
- 開路冷卻
- 閉路冷卻
開路冷卻
在開路冷卻中,空氣透過風扇和鼓風機吸入交流發電機並在內部迴圈。然後,這部分空氣釋放回大氣。開路冷卻方法適用於小型交流發電機。
閉路冷卻
閉路冷卻方法是一個完全封閉的系統,交流發電機產生的乾淨熱空氣透過油或水冷熱交換器冷卻,然後,冷卻後的空氣由風扇強迫透過交流發電機。
為了增加與冷卻空氣的接觸面積,在定子和轉子鐵芯中以及有時在交流發電機的勵磁線圈中設定了風道。根據空氣透過風道的方向,它們可以是徑向或軸向。
徑向通風系統
在徑向通風系統中,冷卻空氣透過氣隙進入定子風道,並徑向穿過定子後部,然後從那裡排出。
徑向通風系統的優點
徑向通風系統適用於小型和大型交流發電機。
冷卻能量損失最小。
發電機在軸向方向上具有足夠的均勻溫升。
徑向通風系統的缺點
它增加了發電機的尺寸,因為通風管道佔據了約 20% 的電樞長度。
與其他通風系統相比,散熱量較少。
在某些情況下,徑向通風系統對流經交流發電機的冷卻空氣量不穩定。
軸向通風系統
在軸向通風系統中,冷卻空氣沿軸向方向強迫穿過定子和轉子鐵芯中形成的風道。這是一種非常有效的交流發電機冷卻方法,但對於軸向長度較大的發電機除外。
軸向通風方法的主要缺點是熱傳遞不均勻。在這種方法中,交流發電機的空氣出口部分冷卻效果較差,因為到排出時,透過軸向風道的空氣已經變熱了。
圓周通風系統
在圓周通風系統中,冷卻空氣從定子鐵芯外圓周的一個或多個點供應,並圓周地強迫穿過疊片之間的風道到合適的出口。在這種方法中,可以增加風道面積。
在某些情況下,圓周和徑向流動系統組合在一起,但必須避免兩個冷卻氣流之間的相互干擾。這是透過在外部表面關閉交替的徑向風道來實現的。
冷卻空氣的要求
冷卻空氣應無塵土和菸灰,尤其是在工業環境中。這些會堵塞通風管道並減少風道面積,從而導致傳導散熱減少。為了去除空氣中的塵埃顆粒,使用空氣過濾器。通常使用可以經常更換的乳酪過濾器。有時,可能需要在噴霧室中清洗空氣。在實踐中,空氣透過水冷器冷卻並再次使用。
空氣冷卻的侷限性
對於大型交流發電機,空氣冷卻變得不經濟,因為用於迴圈冷卻空氣的風扇尺寸會增加,因此需要更大的功率和相應的昂貴的輔助裝置。
交流發電機有一個最終額定值,超過該額定值,空氣冷卻將無法將交流發電機的溫度保持在安全限度內。
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