第六章 电机的冷却

关于电机冷却和发热的简析班级：电气081姓名：张天宏学号：200880884124关于电机冷却和发热的简析电气081 张天宏【摘要】电机在我们的日常生活中随处可见，扮演着十分重要的角色，作为它们的使用者，我们应该对电机的冷却和发热有最基本的了解，这样我们就会更好的利用电机。

【关键字】电机冷却发热一、电机的冷却(一)概念部分1.冷却：电机在进行能量转换时，总有一小部分损耗转变成热量，它必须通过电机的外壳和周围介质不断将热量散发出去，这个散发热量的过程，我们称为冷却。

2.冷却介质：传递热量的气体或液体介质。

3.初级冷却介质：温度低于初级冷却介质的气体或液体介质，通过电机的该部件相接触，并将其放出的热量带走。

4.次级冷却介质：温度低于初级冷却介质的气体或液体介质，通过电机的外表面或冷却器将初级介质放出的热量带走。

5.最终冷却介质：热量传递到最后的冷却介质。

6.周围冷却介质：电机周围环境的气体或液体介质。

7.远方介质：一种远离电机的介质，通过进、出口管或通道吸入电机热量和排出冷却介质到远方。

8.冷却器：使一种冷却介质的热量传递到另一种冷却介质，并保持两种冷却介质分开的装置。

(二)冷却方式代号的内容规定1、电机冷却方法代号主要由冷却方法标志(IC)、冷却介质回路布置代号、冷却介质代号以及冷却介质运动的推动方法代号所组成。

IC+回路布置代号+冷却介质代号+推动方式代号2、冷却方式标志代号是英文国际冷却（InternationalCooling）的字母缩写，用IC表示。

3、冷却介质的回路布置代号用特征数字表示，主要采用有0、4、6、8等，下面分别说一下它们的含义。

4、冷却介质代号如果冷却介质为空气，则描述冷却介质的字母A可以省略，我们采用的冷却介质基本上都为空气。

5、冷却介质的运动方法，主要介绍四种。

6、冷却方法代号的标记有简化标记和完整标记法两种，我们应优先使用简化标记法，简化标记法的特点，如果冷却介质为空气，则表示冷却介质代号的A，在简化标记中可以省略，如果冷却介质为水，推动是为7，则在简化标记中，数字7可以省略。

第六章发电机密封及冷却系统第一节发电机密封油系统一、概述由于我们的发电机定子铁芯及其转子部分采用氢气冷却，为了防止运行中氢气沿转子轴向外漏，引起火灾或爆炸，因此在发电机的两个轴端分别配置了密封瓦（环），发电机密封瓦（环）所需用的油（对于我厂来讲其实就是汽轮机轴承润滑油），人们习惯上按其用途称之为发电机密封油，而整个维持发电机密封油正常供应的所有设备的组合体就称为发电机密封油系统。

密封油系统主要作用：1)防止氢气从发电机中漏出；2)向密封瓦提供润滑以防止密封瓦磨损；3)尽可能减少进入发电机的空气和水汽。

密封油系统工作原理:本发电机密封油系统采用双流环式轴封（密封瓦）装置。

其密封原理如图6-1。

汽轮发电机双流环式轴封瓦内有两个环形供油槽，供油槽内的油压始终高于发电机内的氢气压力，从而防止氢气从发电机内部漏出。

在密封瓦内的两个供密封用的油槽，形成了两道油流，这两道密封油流之间由独立的两套油源分别供给。

靠近电机内部氢气侧的油流，我们称之为氢侧密封油，简称氢侧油。

靠近大气和空气接触的油流，称之为空侧密封油，简称空侧油。

密封油除了供密封瓦起密封作用外，对密封瓦还可以起到润滑降温作用。

当这两股密封油的供油压力趋于平衡时，油流将不在两个供油槽之间的空隙中串动。

密封油系统的氢侧供油将沿着轴朝发电机内侧流动，而密封油系统的空侧供油将沿着轴朝外部轴承一侧流动。

由于这两个系统之间油的压力在理论上保持相等，油流在这两条供油槽之间的空间内将保持相对平衡，不发生相互串油现象。

密封瓦供油槽之间的油压通过外部不间断的调节，保证其提供的油源之间相对平衡，且维持油压高于发电机内部氢气一个固定的压力值。

图6-1 密封油系统原理示意图二、轩岗轩岗一期2×660MW机组密封油系统1、密封油系统的组成:本密封油控制系统由下列部件构成:空侧交流泵、空侧直流泵、氢侧交流泵、氢侧直流泵、空侧过滤器、氢侧过滤器、密封油箱及油位信号器、油-水冷却器、压差阀、平衡阀、氢油分离箱、截止阀、逆止阀、蝶阀、压力表、温度计、变送器及联接管路等等。

§10.2电动机的发热和冷却一、电机的绝缘等级电机的发热是由于电机在运行中实现机电能量转换时，在电机内部产生损耗，并转换成热量，使电机的温度升高。

电机内部的绝缘材料不同，所允许的最高温度也不同。

绝缘等级——电机所用的绝缘材料的耐热程度。

国际电工学会规定绝缘材料分为七个等级。

我国用在电机中选取其中五个等级。

中国规定：标准环境温度是40°C，绝缘材料的允许温度减去40 °C就等于它的允许温升。

二、电机的发热过程假定：电机长期连续工作，负载不变；把电机看成各部分温度相同的均勻整体；周围的环境温度不变。

根据热力学的定律一热量平衡基本方程，得电机的发热过程只要电机在运行中稳态温升k不超过其绝缘材料的允许温升T m，电机就可以长期工作而不致过热。

设电机带额定负载时的额定稳态温升为当时，电机既不会过热，又可得到充分利用，最为合理。

三、电机的冷却过程1、电机的冷却过程对于断电停车，由于散热变坏，T变成§10.3电机的工作方式一、连续工作制工作制指电动机的工作时间t g>4T,电：、温升可以达到稳态温升1%，曲线的俗称：热的到头二、短时工作制（s2:r工作制）°指电动机的工作时间t g<4T，而停歇时间to>4T，因而工作时的温升达不到稳态温:"的温升降为零。

我国短时工作制电动机的标祚15min，30min,60min，90m三、断续周期工作制（s3工作制）指电动机的工作与停歇交替进行，其时间均比较短，即t g< 4T, t0< 4T,工作时的温升达不到稳态温升t w，停歇时的温升也降不到零。

也称为重复短时工作制。

国家标准规定：每个工作与停歇的周期t Y= t g+ t0< lOmin 每个周期内工作时间所占的百分数，叫做负载持续率。

电机风冷冷却器工作原理
电机风冷冷却器是一种常见的电机冷却系统，它通过利用风力将热量从电机中排出，以保持电机在适宜的工作温度范围内。

其工作原理主要包括以下几个方面：
首先，当电机运转时，会产生大量的热量，如果不及时散热，就会导致电机过热，影响其性能和寿命。

因此，风冷冷却器的作用就是通过将周围空气引入电机内部，将热量带走。

其次，电机风冷冷却器通常由一个风扇和散热片组成。

风扇负责将外部空气吸入冷却器内部，散热片则通过扩大表面积，将热量散发到空气中。

当风扇转动时，外部空气被吸入散热器内部，与散热片表面接触，带走热量后被排出。

最后，风冷冷却器的工作原理还包括热对流和热传导。

当外部空气与散热片接触时，热量会通过对流传到空气中，而散热片则通过传导将热量传递到空气中。

这样一来，热量就能够顺利地从电机中排出，保持电机在适宜的工作温度范围内。

总的来说，电机风冷冷却器通过引入外部空气，利用风力带走
热量，从而实现对电机的有效冷却。

这种冷却方式简单可靠，适用于各种类型的电机，是目前广泛应用的一种电机冷却技术。

窗体顶端电机的冷却方式及其代号一、概念部分：1）冷却：电机在进行能量转换时，总是有一小部分损耗转变成热量，它必须通过电机外壳和周围介质不断将热量散发出去，这个散发热量的过程，我们就称为冷却。

2）冷却介质：传递热量的气体或液体介质。

3）初级冷却介质：温度低于电机某部件的气体或液体介质，它与电机的该部件相接触，并将其放出的热量带走。

4）次级冷却介质：温度低于初级冷却介质的气体或液体介质，通过电机的外表面或冷却器将初级冷却介质放出的热量带走。

5）最终冷却介质：热量传递到最后的冷却介质。

6）周围冷却介质：电机周围环境的气体或液体介质。

7）远方介质：一种远离电机的介质，通过进、出口管或通道吸入电机热量和排出冷却介质至远方。

8）冷却器：使一种冷却介质的热量传递到另外一种冷却介质，并保持两种冷却介质分开的装置。

二、冷却方法代号的内容规定1、电机冷却方法代号主要由冷却方法标志（IC）、冷却介质的回路布置代号、冷却介质代号以及冷却介质运动的推动方法代号所组成。

IC+回路布置代号+冷却介质代号+推动方法代号2、冷却方法标志代号是英文国际冷却（International Cooling）的字母缩写，用IC表示。

3、冷却介质的回路布置代号用特征数字表示，我们公司主要采用的有0、4、6、8等，下面分别说一下4、冷却介质代号有如下规定：如果冷却介质为空气，则描述冷却介质的字母A可以省略，我们所采用的冷却介质基本上都为空气。

6种，我们应优先使用简化标记法，简化标记法的特点有，如果冷却介质为空气，则表示冷却介质代号的A,在简化标记中可以省略，如果冷却介质为水，推动方式为7，则在简化标记中，数字7可以省略。

7、比较常用的冷却方式有IC01、IC06、IC411、IC416、IC611、IC81W等。

举例说明： IC411 完整标记法为 IC4A1A1“IC”为冷却方式标志代号；“4”为冷却介质回路布置代号（机壳表面冷却）“A’’为冷却介质代号（空气）第一个“1”为初级冷却介质推动方法代号（自循环）第二个“1”为次级冷却介质推动方法代号（自循。

电机冷却技术哎呀，说起电机冷却技术，这事儿可真是让人头疼，但也得聊聊。

你知道，电机这玩意儿，就像个老黄牛，干起活来那是没日没夜的，但老黄牛也得喝水，电机也得散热不是？记得有一次，我在工厂里头，看到一台电机正“呼呼”地转着，那声音，跟火车进站似的。

我走近一看，电机外壳热得跟刚出炉的面包似的，都能烤红薯了。

我当时就想，这电机要是不散热，那不就跟我们夏天不吹空调一样，得热得中暑啊。

电机冷却，这事儿得讲究。

你不能像对待电脑那样，随便拿个风扇吹吹就完事了。

电机得用专门的冷却技术，比如水冷、风冷、油冷，这些听起来高大上的技术，其实就跟我们平时用的风扇、空调、冰箱一个道理。

就拿水冷来说吧，这技术就像是给电机洗个冷水澡。

电机里面装个水泵，把水从水箱里抽出来，流过电机的冷却管道，带走热量，然后再流回水箱。

这水得是循环的，不停地洗，不停地带走热量。

这水冷的好处就是，冷却效果好，电机可以长时间高负荷运转，不会过热。

风冷呢，就简单多了，跟电风扇一个道理。

电机旁边装个风扇，电机一热，风扇就呼呼地吹，把热风吹走，冷风再吹进来。

这方法简单，成本低，但效果嘛，就比水冷差一些，适合那些不需要长时间高负荷运转的电机。

油冷，这个就更高级了，就像是给电机泡个温泉。

电机里头装个油泵，把油从油罐里抽出来，流过电机的冷却管道，带走热量，然后再流回油罐。

这油得是特制的，耐高温，不易燃，冷却效果也不错。

说回来，那次在工厂里，我看着那台电机，心想，这电机要是不散热，那不是得烧坏啊。

后来，我听说他们用的是水冷技术，我心里那个石头才算是落了地。

电机冷却技术，虽然听起来复杂，但其实就跟我们生活中的小事儿一样，都是为了一个目的——让电机能好好工作，不“发烧”。

所以啊，下次你再看到电机“呼呼”转的时候，别忘了，它背后可是有一套复杂的冷却系统在保护着它呢。

这技术，虽然我们平时不常提起，但它可是电机的“生命线”啊。

就像我们人一样，不管多忙多累，也得记得休息，给自己“散热”。

电机冷却技术哈尔滨大电机研究所刘维维一、电机的发热发电机作为一种能量转换机构，在工作过程中不可避免地要伴随能量的损耗。

主要包括：（一）磁通变化时，在铁芯内部产生的损耗——铁心损耗；（二）电流流经定子绕组是产生的损耗——绕组损耗；（三）电机工作过程中轴承等部件摩擦产生的损耗——机械损耗及附加损耗。

这些损耗绝大部分都以热量的形式散失的电机内部使其温度升高，最终导致电机效率降低、运行的经济性变差，使用寿命缩短。

在电机工作过程中表征其内部损耗的一个重要指标就是电机的温升，如何减少电机损耗，改善冷却条件使热量散发出去，将电机温升控制在一定范围内是一项必须给予高度重视的任务。

为此，从事电机研究的工作人员对电机的冷却方式在进行着不断的改进，努力寻求更高效更合理的冷却技术。

二、电机的冷却方式从现有的电机冷却系统来看，电机的冷却方式主要有气冷（空气冷却、氢气冷却）、气液冷以及液冷（冷却介质主要包括水、油、氟利昂等）几种。

一般来说，空气冷却主要应用于中小型电机，广泛应用于各种型号的水轮发电机，从微型水轮发电机到诸如委内瑞拉的724.5MW的巨型水轮发电机均采用空气冷却技术。

在国内同样有许多空冷机组，如葛洲坝二江电站的170MW低水头电机。

30年代末以前，几乎所有的汽轮发电机都是采用空气冷却的，直至目前为止，空气冷却在汽轮发电机的冷却中仍占重要地位。

氢气冷却最早是由美国通用公司在汽轮发电机上引入使用的，并且随着技术水平的提高逐渐在大容量的汽轮发电机上得到应用，同时，也从早期的仅限于绕组表面氢气冷却发展为定子氢内冷——氢气流过定子铜线中的空芯钢管带走热量，从而达到冷却的目的。

目前，氢气冷却主要应用于500MW以下的汽轮发电机组。

气液冷主要是应用于气冷不能满足散热要求的场合，由于液体具有相对于气体更大的比热和导热系统这些特点，用液体（主要是水）来替代部分气体使得冷却效果大为提升。

普遍采用的气液冷为水气冷却——空心的定子绕组采用液体（水）冷却，转子采用空气冷却。

电机冷却 问题:文献涉及产品电机怎样冷却?解答 / 措施 / 注释:电机可用如下方式冷却: 表面冷却 通过封闭的初级冷却回路(内部风冷回路或导热管)， 电机内部产生的热量可传导至其封闭的外部 表面。

表面冷却电机的中空散热筋或散热管创建了内部冷却回路，它可将大部分的转子损耗以及定子 绕组头上的铜损直接传导至其机壳上的散热筋。

这样就可以通过外部冷却回来将其耗散掉。

自然冷却，对流冷却，自由冷却 由于电机上部或内部的热空气上升所产生的自然空气对流从而产生冷却作用 。

电机通过热辐射来耗散的热量， 可以忽略不计。

冷却强度如何， 取决于电机及安装位置的设计。

若电机轴水平，自然冷却电机可以通过环形排部的散热筋散热。

热空气可以在散热筋间向上自 由流动。

自然冷却电机大且重，由于缺少强制冷却气流，此类电机易脏，因此维护时需要注意。

代码 IC 00 IC 0A0 简图 冷却回路布置 自由冷却回路 "静音冷却": 无外部风扇IC 410 IC 4A1A0表面冷却自冷却 通过设备自身移动冷却介质从而实现冷却的方法。

冷却介质移动速度与电机速度相关: -- 基于转子自身的流量增强作用 -- 通过直接安装于转子的风扇组件 -- 通过由设备直接驱动的风扇或泵类设备 代码 简图 次级冷却介质的移动IC 411 IC 4A1A1自冷却 电机轴上的外部风扇 如： 1LA8 / 1LA4外部冷却 通过外置的组件完成冷却， 此组件自身包括独立驱动的电机这样就能保证冷风恒定且与主电机 速度无关。

代码 简图 冷却回路布置开放冷却回路的外部冷却 IC 06 IC 0A6 自由冷却回路 冷却介质 = 环境空气 如： 1G.5 / 1G.6 / 1PL6IC 16 IC 1A6通过管道输送冷却介质IC 26 IC 2A6通过管道排出冷却介质 = 环境空气IC 36 IC 3A6通过管道输送和排出冷却介质代码简图冷却回路布置外部冷却, 主冷却回路封闭, 次冷却回路开放IC 416 IC 4A1A6表面冷却 冷却介质 = 环境空气 如： 1PQ8 / 1PQ4IC 516 IC 5A1A6内置热交换器 冷却介质 = 环境空气通过相对运动冷却 此种类型是通过环境空气（冷却介质）与机械设备间的相对运动来冷却。

电机的冷却方式我们常见的电机冷却方式有：自然冷却，强迫风冷，风-风冷，风水冷，水冷，IC411,IC416,IC816等，其表征什么意思，怎么理解，见如下解释。

电机的冷却介质内容规定：• 初级冷却介质：温度低于电机某部件的气体或液体介质，他与电机的该部件相接触，并将其释放出的热量带走；• 次级冷却介质：温度低于初级冷却介质的气体或液体，通过电机的外表或冷却器将初级冷却介质释放出的热量带走。

电机冷却方式代码的内容规定： 电机冷却方式代码主要由：• 冷却方式标识IC(International Cooling)； • 冷却介质回路布置代码； • 冷却介质代码；• 冷却介质的推动方法代码组成。

1. 冷却介质回路布置代码的意义：氢气 H 氮气 N 二氧化碳 C 水 W 油U3. 冷却介质的推动方法：特征数字 含义备注 0 依靠温度差促使冷却介质运动 自由对流 1 冷却介质运动与电机转速有关自循环6由安装在电机上的独立驱动部件驱动介质运动，该部件所需动力与主机转速无关，外装式独立部件驱动7与电机分开安装的独立的电气或机械部件驱动冷却介质运动分装式独立部件驱动4. 比较常用的冷却方式有：IC01, IC06, IC411, IC416, IC81W---IC411, 表示内循环风冷，外循环风冷，自由循环冷却，往往表示电机安装同轴散热风扇；---IC416, 表示内循环风冷，外循环风冷，强迫风冷；---IC81W, 表示内循环风冷，外循环水冷，即我们常说的空水冷。

5. IC416(强迫风冷)冷却方式的优缺点冷却方式的优缺点：：优点优点：：结构简单结构简单，，维护方便维护方便，，运行稳定可靠运行稳定可靠，，安装尺寸小安装尺寸小；； 缺点缺点：：冷却效力低冷却效力低，，电机运行噪音大电机运行噪音大；； 6. IC81W （水冷）冷却方式的优缺点冷却方式的优缺点：： 优点优点：：冷却效力高冷却效力高，，运行噪声低运行噪声低；；缺点缺点：：结构复杂结构复杂，，维护复杂维护复杂（（需要外需要外接去离子循环水路接去离子循环水路接去离子循环水路），），），由于水路的锈蚀由于水路的锈蚀等，造成局部堵塞等隐患造成局部堵塞等隐患，，有短路有短路、、漏电等故障漏电等故障。

电机的冷却方式及其代号电机的冷却方式及其代号一、概念部分：1）冷却：电机在进行能量转换时，总是有一小部分损耗转变成热量，它必须通过电机外壳和周围介质不断将热量散发出去，这个散发热量的过程，我们就称为冷却。

2）冷却介质：传递热量的气体或液体介质。

3）初级冷却介质：温度低于电机某部件的气体或液体介质，它与电机的该部件相接触，并将其放出的热量带走。

4）次级冷却介质：温度低于初级冷却介质的气体或液体介质，通过电机的外表面或冷却器将初级冷却介质放出的热量带走。

5）最终冷却介质：热量传递到最后的冷却介质。

6）周围冷却介质：电机周围环境的气体或液体介质。

7）远方介质：一种远离电机的介质，通过进、出口管或通道吸入电机热量和排出冷却介质至远方。

8）冷却器：使一种冷却介质的热量传递到另外一种冷却介质，并保持两种冷却介质分开的装置。

二、冷却方法代号的内容规定1、电机冷却方法代号主要由冷却方法标志（IC）、冷却介质的回路布置代号、冷却介质代号以及冷却介质运动的推动方法代号所组成。

IC+回路布置代号+冷却介质代号+推动方法代号2、冷却方法标志代号是英文国际冷却（International Cooling）的字母缩写，用IC表示。

3、冷却介质的回路布置代号用特征数字表示，我们公司主要采用的有0、4、6、8等，下面分别说一下它们的含义。

4、冷却介质代号有如下规定：如果冷却介质为空气，则描述冷却介质的字母A可以省略，我们所采用的冷却介质基本上都为空气。

5、冷却介质运动的推动方法，主要介绍四种。

6、冷却方法代号的标记有简化标记法和完整标记法两种，我们应优先使用简化标记法，简化标记法的特点有，如果冷却介质为空气，则表示冷却介质代号的A,在简化标记中可以省略，如果冷却介质为水，推动方式为7，则在简化标记中，数字7可以省略。

7、比较常用的冷却方式有IC01、IC06、IC411、IC416、IC611、IC81W等。

举例说明： IC411 完整标记法为 IC4A1A1“IC”为冷却方式标志代号；“4”为冷却介质回路布置代号（机壳表面冷却）“A’’为冷却介质代号（空气）第一个“1”为初级冷却介质推动方法代号（自循环）第二个“1”为次级冷却介质推动方法代号（自循环）。

大型发电机冷却技术综述电气10-1班郭宝权1003010132摘要：近年来中国已经成为当今世界经济增长最快的国家，而经济增长是工农业及其他产业发展的结果，其背后必然有能源的大量消耗。

因此，电网的容量愈来愈大，发电设备逐渐迈向巨型化，发电设备传统的冷却技术受到严峻挑战。

人们在优化设计、提高工艺的同时，通过尝试各种冷却组合、改变冷却介质形成了各式各样的冷却方式。

本文就大型发电机的主要冷却技术做了简要叙述。

引言当今，人民的日常生活越来越离不开电，作为直接产生电能的发电机是电网的主要设备之一。

随着电机技术的提高，发电设备越来越向巨型化发展，如汽轮发电机已达到百万千瓦级，水轮发电机达到八九十万千瓦级。

因此必须采用合适的冷却方式有效地带走各种损耗所产生的热能，将电机各部分的温升控制在允许范围内，保证电机安全可靠地运行。

大容量发电机的冷却方式按冷却介质的形态区分，常见的有气冷、气液冷和液冷三大类。

气体冷却介质包括空气和氢气等；液体冷却介质有水、油、氟里昂类介质及新型无污染化合物类氟碳介质。

目前，汽轮发电机所采用的冷却方式较为丰富，包括空冷、氢冷、水冷、油冷及蒸发冷等；水轮发电机所采用的冷却方式常见的有空冷、水冷和蒸发冷等。

一、气冷众所周知，气冷发电机通风系统的好坏将直接影响到发电机的发热与冷却，与发电机的安全稳定运行密不可分。

因此，通风系统的设计显得至关重要，风路是否顺畅，能否带走发电机各个发热部位的热量，是每一位电机结构设计者必须关心的问题。

目前水轮发电机中采用较多的是机座端部回风通风系统结构，也称为无风扇端部回风固定圆盘风路系统；汽轮发电机中采用较多的是端部自带风扇强迫通风系统结构。

这些通风结构被广泛应用于大容量发电机上并有成熟的运行经验，与其它通风系统相比风量利用率高，具有通风损耗小、散热效果好等优点。

1、空气冷却空气通风冷却是发电机采用最早也是最广泛的一种冷却方式，已经有近百年的历史，从微型机组到巨型机组均有采用。