电动机水冷却结构设计

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电机水冷却器内部构造

电机水冷却器内部构造

电机水冷却器内部构造
电机水冷却器是一种重要的设备,其内部构造对其性能和使用寿命有着至关重要的影响。

通常,电机水冷却器由以下几部分组成:水箱、散热管、风扇和水泵等。

水箱是整个冷却系统的核心部件,主要用于存储冷却介质——水,并通过水泵对其进行循环。

水箱通常由钢制和铝制水箱两种材质制成,其结构都比较简单。

钢制水箱主要由进、出水口和排水口组成,而铝制水箱则通过切削和钎焊等工艺制成。

不同的材质和制造工艺会对水箱的寿命和性能产生不同程度的影响。

散热管是电机水冷却器中另一个重要的组成部分,其主要功能是将电机内部产生的热量散发到外部。

散热管的制造材料通常是铝合金或铜合金,它们都具有良好的导热性和强度,能够在高温和高压条件下稳定工作。

散热管通常分为直通式和折流式两种,前者的热量传导效率更高,后者具有更好的防腐蚀能力。

风扇是电机水冷却器的主要降温部件,它能够通过向散热器吹送空气来加速热量的散发。

风扇在设计时需要考虑到其功率、风速和噪音等因素,以便最大限度地降低能耗、保证风量和降噪。

风扇多采用轴承或滑动轴承两种类型,滑动轴承由于价格低廉通常用于低端型号中。

水泵是电机水冷却器的循环系统,主要通过循环水来实现冷却。

水泵分为交流电路和直流电路两种,前者输出对数电流,电流改变的太频繁会导致机械损耗和故障等问题,而后者则能更好地实现节能和噪音控制。

综上所述,电机水冷却器内部构造的细节决定了其整体的性能和使用寿命。

制造商在设计和制造时应该注重材质、工艺和部件的匹配性等因素,以便实现最佳的降温效果和最长的使用寿命。

永磁同步电机水道结构对冷却性能影响的分析

永磁同步电机水道结构对冷却性能影响的分析

永磁同步电机水道结构对冷却性能影响的分析1. 引言1.1 引言在本文的研究中,将首先介绍永磁同步电机水道结构设计的重要性,阐述为什么水道结构对于冷却性能具有关键影响。

接着将探讨水道结构对冷却性能的具体影响,分析不同结构参数对冷却效果的影响程度。

然后将提出水道结构优化的方法,探讨如何通过设计优化水道结构来提升电机的冷却性能。

通过实验验证水道结构对冷却性能的影响,验证优化方法的有效性和可行性。

将进行水道结构设计的经济性分析,评估优化方案的经济效益和成本效益,为工程实践提供指导。

通过本文的研究,将为永磁同步电机的冷却系统设计提供有力的理论支持和实践指导。

2. 正文2.1 永磁同步电机水道结构设计的重要性永磁同步电机的水道结构设计对于电机的冷却性能起着至关重要的作用。

水道结构设计的好坏直接影响着电机的散热效果,进而影响着电机的性能和使用寿命。

对于永磁同步电机这类功率密度较高的电机来说,电机内部产生的热量相对较大。

如果水道结构设计不合理,无法很好地将热量传导至外部环境,就会导致电机过热,进而影响电机的正常运行。

合理设计水道结构能够有效提高电机的冷却效果,保证电机长时间稳定运行。

水道结构的设计还关系到电机的整体结构和功率密度。

合理设计的水道结构可以实现对电机内部热量的均匀分布和有效散热,有利于减小电机体积和重量,提高功率密度,从而提高电机的效率和性能。

永磁同步电机水道结构设计的重要性不言而喻。

只有在设计阶段充分考虑和优化水道结构,才能确保电机具有良好的冷却性能,稳定可靠地运行。

工程师们在设计永磁同步电机时应该重视水道结构的合理性,以提高电机的整体性能和可靠性。

2.2 水道结构对冷却性能的影响永磁同步电机的水道结构对其冷却性能具有重要影响。

水道结构的设计可以影响冷却介质在电机内部的流动情况,进而影响电机的散热效果。

一般来说,水道结构越复杂,流动阻力越大,冷却效果也越好。

但是过于复杂的水道结构也会增加制造成本,因此需要在设计中进行权衡。

新能源汽车的冷却系统设计与优化

新能源汽车的冷却系统设计与优化

新能源汽车的冷却系统设计与优化随着环境意识的增强和能源紧缺问题的日益突出,新能源汽车成为了聚焦的热点。

作为新能源汽车的重要组成部分,冷却系统的设计与优化也显得尤为重要。

本文旨在探讨新能源汽车冷却系统设计的关键问题,以及如何进行优化,提高汽车的性能和效率。

一、冷却系统设计的关键问题新能源汽车的冷却系统设计需要考虑以下几个关键问题:1. 散热效果:散热是冷却系统设计的基本要求之一。

对于纯电动汽车而言,电池组和电动机是主要产生热量的部件,因此需要设计合理的散热系统来有效降低温度,确保电池和电动机的正常工作。

而对于混合动力汽车来说,发动机的散热效果也需要被充分考虑。

2. 能耗问题:冷却系统的运行也会消耗一定的能源,因此如何降低冷却系统的能耗成为一个需要解决的问题。

可以通过优化冷却系统组件的材料和结构,提高传热效率,减少能耗。

3. 系统集成:新能源汽车的冷却系统需与其他系统进行紧密集成,以确保整个汽车的正常运行。

因此,在冷却系统设计时需要考虑与其他系统的协调性,减少冲突和干扰。

二、冷却系统优化的方法为了提高冷却系统的性能和效率,可以从以下几个方面进行优化:1. 材料和结构优化:选择合适的材料可以提高系统的传热效率,例如使用导热性能好的材料作为散热器的材料,减少热能损失。

另外,对冷却系统的结构进行优化,如增加散热器的散热面积,改进传热管路的流线型设计等,也有助于提高总体的散热效果。

2. 流体介质的选择:流体是冷却系统中起着传热媒介的关键作用,因此选择合适的流体介质对系统的性能有重要影响。

比如,在纯电动汽车的冷却系统中,常用的流体介质包括水和聚乙二醇等,在选择时需要考虑其导热性能、热稳定性和环保性等方面。

3. 制冷控制策略的优化:合理的制冷控制策略可以提高冷却系统的效率和能耗。

例如,根据车辆的实际工况和热负荷变化,采用智能化的制冷控制系统,动态地调节冷却系统的运行参数,实现能耗的最小化。

4. 系统集成优化:为了减少汽车不同系统之间的干扰和冲突,需要对冷却系统的集成进行优化。

板式冷却水器板内部结构

板式冷却水器板内部结构

板式冷却水器板内部结构板式冷却水器是一种常用的热交换设备,用于冷却工业生产中的热介质。

它的内部结构设计合理,能够有效地实现热量传递和冷却效果,具有较高的热交换效率。

一、板式冷却水器的板内部结构板式冷却水器的板内部结构主要包括板片、流体通道和密封垫等组成部分。

1. 板片:板片是板式冷却水器的核心组成部分,通常由金属材料制成。

板片的形状和排列方式对热量传递效果有着重要影响。

常见的板片形状有波纹状、直纹状和蛇纹状等,其中波纹状板片的热交换效果最佳。

板片之间通过密封垫进行连接,形成流体通道。

2. 流体通道:流体通道是板式冷却水器内流体流动的通道。

通过合理设计的流体通道,可以使冷却介质在板片之间形成均匀的流动,从而实现热量的传递和冷却效果。

流体通道的宽度和长度等参数需要根据具体的工艺要求进行设计。

3. 密封垫:密封垫起到连接板片的作用,可以防止流体泄漏和交叉污染。

常见的密封垫材料有橡胶和硅胶等,具有较好的密封性能和耐高温性能。

二、板式冷却水器的工作原理板式冷却水器通过将待冷却的介质和冷却介质分别流动在板片的两侧,实现热量的传递和冷却效果。

1. 待冷却介质流动:待冷却介质通过流体通道,在板片的一侧流动。

在流动过程中,待冷却介质的热量会通过板片传递到另一侧。

2. 冷却介质流动:冷却介质通过流体通道,在板片的另一侧流动。

冷却介质的低温会吸收待冷却介质传递过来的热量,使得待冷却介质的温度降低。

3. 热量传递:待冷却介质和冷却介质在板片两侧形成热量传递,热量从高温一侧传递到低温一侧。

通过多次循环流动,可以实现热量的逐渐降低,达到冷却的效果。

三、板式冷却水器的优势和应用领域板式冷却水器具有以下优势:1. 热交换效率高:由于板片的形状和排列方式的特殊设计,板式冷却水器的热交换效率较高,可以实现较快的冷却效果。

2. 结构紧凑:板式冷却水器可以通过不同板片的组合形成紧凑的结构,占用空间小,适用于一些空间有限的场所。

3. 操作维护方便:板式冷却水器的板片可以拆卸和清洗,方便进行维护和保养。

水冷散热器的结构

水冷散热器的结构

水冷散热器是一种常用于电子设备或计算机系统中的散热器,通过水流来帮助散热。

其结构一般包括以下几个主要部分:散热片(Heat Sink):散热片是水冷散热器的核心组件,通常由金属材料(如铝或铜)制成。

它具有大面积的散热表面,用于吸收和分散热量。

水冷板(Water Block):水冷板是散热片与水流之间的接口。

它通常位于散热片的底部,接触到需要散热的设备或组件上。

水冷板中有一系列的细小水道,用于水流通过并与散热片进行热交换。

水泵(Water Pump):水泵用于循环水流,将冷却液从散热器的水冷板中吸入,然后通过管道输送到设备或组件的散热区域。

水泵通常由电动机驱动。

水箱(Reservoir):水箱是存储冷却液的容器,通常位于散热器的一侧。

它提供一个供水泵吸入水流的来源,并具有补充冷却液的功能。

冷却液(Coolant):冷却液是水冷散热器中的介质,通常是蓄电池防腐液或专用的散热液。

它具有良好的热导性和防腐性,用于吸收和带走散热片吸收的热量。

管道和连接件:管道和连接件用于连接散热器的各个部分,形成一个闭合的循环水流系统。

它们通常由耐高温和耐腐蚀的材料制成,如塑料、金属或橡胶。

以上是水冷散热器的常见结构,不同型号和设计的水冷散热
器可能在细节上有所差异。

水冷散热器通过水流来帮助散热,将热量从散热源传递到冷却液中,再通过水泵将热量带走,从而实现有效的散热和降温。

电动车电机冷却水道计算

电动车电机冷却水道计算

螺旋形电机水冷系统设计庞瑞上海联孚新能源科技集团有限公司摘要:本文从传热基本理论出发,针对表面冷却中小型电机体积小,功率大,能量密度高的特点,给出了电机水冷螺旋型结构的详细计算过程,为电机冷却设计提供参考方案。

关键词:水冷,散热,螺旋型1.引言现代工业的发展对电机性能要求越来越高。

电机热损耗问题制约着大容量电机设计发展。

根据冷却介质是否通过电机内部,电机冷却方式分为内部冷却和表面冷却[1]。

中小型电机由于体积的限制,常采用表面冷却的方式。

按冷却介质的不同,可以把电机分为分为空气冷却和液体(水或油)冷却。

空气冷却,运行成本低,摩擦损耗大,散热效率低,常用在能量密度低,发热较低的电机结构中。

水冷电机,运行成本高,摩擦损耗小,散热效率高,常用在能量密度高,发热量大的电机结构中。

水冷技术应用于电机散热具有很好的冷却效果。

电机水冷结构设计的核心任务是电机散热计算,使得电机损耗生热与冷却介质带走的热量达到平衡,从而控制电机温升再允许范围内。

此外,冷却介质流速是散热能力重要影响因素之一。

冷却介质的流速与压头及流经管道阻力有关。

压头由水循环系统的泵产生。

流经管道阻力取决于冷却结构的具体形式。

螺旋型结构是指水槽在壳体中成螺旋型分布以往的设计过程[2]是首先设计好水槽的机构尺寸,设定入水口温度、水槽温度、水流速度等参数,计算出水口温度,进而校核冷却系统的散热情况。

这种方法,把设计的散热方案的散热功率作为计算结果,与实际需求的散热功率对比。

设计方案的散热能力高于实际需要的散热能力,则视为方案可行;反之,方案失败。

修改预先设计的水槽尺寸并重新计算直到满足散热条件。

散热能力在设计之初是未知的,计算之后才能知道其散热能力。

本文采用另一种方法,对散热结构进行设计。

2.水冷计算2.1结构设计电机的基本结构尺寸如图1所示,水套外径200mm,水套截面尺寸为宽24mm,高4mm,图11.转子2.定子3.外壳4.水套电机的功率为7.5KW。

水冷却器内部结构

水冷却器内部结构

水冷却器内部结构
水冷却器是一种换热器,用于将热流体的热量传递给冷流体。

它的内部结构通常包括以下几个主要部件:
1.壳体:这是冷却器的外壳,一般为圆筒形或方形。

壳体的内部
装有管束,管束两端固定在管板上。

2.管束:由许多平行的传热管组成,热流体在管内流动,而冷流
体在管外流动。

管束的两端固定在管板上。

3.管板:用于固定传热管的一块厚金属板,通常为圆形。

管板上
有许多孔,用于让热流体和冷流体通过。

4.折流板(挡板):为了提高传热效率,通常在壳体内安装若干
折流板,迫使流体按规定路程多次横向通过管束,增强流体的湍流程度。

5.进出口接管:用于连接热流体和冷流体的管道,一端接在壳体
上,另一端接在外部的管道中。

6.其他附件:如支撑架、温度计、压力表等,用于辅助冷却器的
运行和监测。

水冷却器的内部结构决定了它的传热效率和工作稳定性,因此在进行设计和制造时必须严格遵守相关标准和规范。

永磁同步电机水道结构对冷却性能影响的分析

永磁同步电机水道结构对冷却性能影响的分析

永磁同步电机水道结构对冷却性能影响的分析永磁同步电机是一种新型的电机结构,其具有高效、节能、环保等特点,逐渐在工业领域得到广泛应用。

而永磁同步电机在工作过程中会产生一定的热量,需要通过冷却系统来保持电机的正常工作温度。

水道结构是冷却系统中的重要组成部分,它直接影响着电机的冷却性能。

对永磁同步电机水道结构对冷却性能的影响进行分析研究,对于提高电机的工作效率和延长电机的使用寿命具有重要意义。

一、永磁同步电机的工作原理永磁同步电机是一种将永磁体和同步电机结合在一起的电机,其工作原理是利用永磁体和电磁铁之间的相互作用产生磁场,从而实现电机的正常工作。

在工作过程中,电机会产生一定的热量,如果不能及时有效地排除这些热量,将会导致电机温升过高,影响电机的工作效率和寿命。

二、水道结构对冷却性能的影响永磁同步电机的水道结构是冷却系统中的核心部分,它直接影响着电机的冷却性能。

水道结构的设计合理与否将决定着冷却介质在电机中的流动状态和冷却效率。

常见的水道结构包括直通式、间接式、分流式等多种形式,不同的结构形式将对冷却性能产生不同的影响。

水道结构的设计应考虑到水流的均匀性。

当电机工作时,水道中的水流应能够均匀分布到电机各个部位,以确保电机在工作过程中产生的热量能够及时有效地被冷却。

水道结构的设计应尽量避免死角和流速不均匀的情况,以确保水流在电机中的均匀流通。

水道结构的设计应考虑到冷却介质的流通速度。

过高的流通速度会造成能量损失和噪音,过低的流通速度则会导致冷却效率低下。

在设计水道结构时,应根据电机的具体工作情况确定合适的流通速度,以达到最佳的冷却效果。

水道结构的设计还应考虑到排气和进气的顺畅。

在电机冷却的过程中,需要排出部分热水并引入新的冷却介质,水道结构应设计合理,保证冷却介质的顺畅流通,以及排气和进气的通畅。

三、水道结构设计的改进方向针对永磁同步电机水道结构对冷却性能的影响,可以从以下几个方面进行改进:1. 优化水道结构的布局。

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电动机水冷却结构设计 Standardization of sany group #QS8QHH-HHGX8Q8-GNHHJ8-HHMHGN#煤矿井下用隔爆型三相异步电动机水冷却结构设计姜瑞杰2008级机电一体化专业摘要对煤矿井下用隔爆型三相异步电动机水冷却系统及结构的设计进行探讨。

围绕电动机温度场分析、热平衡计算、冷却系统水流参数计算、冷却水箱结构设计几个方面,并结合实践阐述了相关设计理论和设计方法。

关键词煤矿井下用隔爆型三相异步电动机:水冷却系统;水冷式结构0 引言煤矿井下设备采用的隔爆型三相异步电动机其冷却系统常采用水冷式结构(通常为ICW37)。

这是基于煤矿井下特殊的环境条件和煤矿设备特殊的运行状况决定的。

煤矿井下水冷式电动机具有以下特点:(1)煤矿井下作业场狭窄,设备留给时机的安装空间较小,环境空气流动性差。

电动机采用风(空气)冷却结构,效果受到很大影响。

尤其是在采掘面,当煤块、粉尘等堆积物阻塞电动机外部的通风散热通道时,电动机通风散热状况将更加恶劣。

而采用水冷静却结构,则避免了这个缺点。

煤矿井下一般不缺压力源,水的导热系数远远大于空气。

只要时机的水冷静系统流道结构设计合理,其冷却效果和可靠性优于风冷静式电动机。

(2)煤矿井用电动机因受设备安装要求限制,往往要求有较小的外形体积和简单的外形结构。

水冷式电动机结构上没有风扇、风罩、散热片等零件,并且水道布置在封闭的壳体之内,因此其外形简约,体积小于相同功率的风冷式电动机。

(3)煤矿井下采掘、运输等设备,因其特殊的工作条件,往往负荷波动很大,所用电动机超负荷运行状况进有发生,造成电动机温升增高。

另外在设计这些设备使用的电动机时,考虑到其外形体积和功率大小两方面要求,往往采用减小电动机定、转子铁心外径,加长定、转子铁心长度的设计方案。

由典型的时机温升设计理论可知,铁心较长的时机其热负荷往往偏高,温升计算误差也较大,这两方面的原因致使电动机的温升处于不可靠状态。

尽管采用提高电动机绝缘等级的方法进行弥补,但电动机使用寿命也将大打折扣。

而水冷式结构的电动机具有较好的冷却效果,可弥补电动机温升设计误差及超负荷运行带来的缺点。

(4)水冷式电动机无风扇、风罩等零件,因此不会产生风摩损耗和噪声,并且冷却水箱还具有吸振减振效果,这些又形成了电动机效率较高、噪声低、振动小的优点。

从以上分析可以看出水冷却系统在煤矿井下用电动机上的重要作用,因此对其系统和结构的设计研究必要。

目前国内许多电机厂家都积累了各自在此方面的宝贵经验,亟待进行理论性的整理和提高。

本文试对此问题展开初步探讨。

1 水冷式电动机的温度场分析与热平衡计算温度场分析水冷式电动机的温度场同风冷式电动机基本相似,其不同处在于风冷式电动机是靠自带风扇吹动机壳外的空气带走热量,而水冷式电动机是利用包在机壳外水箱里水的流动带走热量。

介质的物理特性有较大差异。

进行水冷式时机温度场热路分析,可以借用风冷式电动机等效热路模型。

见图1。

从等效热路可以看出,整个热路系统传热方式多样,传热路线复杂。

根据实际工程的要求,我们可以对问题做以下简化和设定。

(1)电动机的温度分布沿圆周方向对称,电动机在圆周方向冷却条件相同。

(2)对时机内部的各种传热方式和路线进行简化,认定电动机运行产生的热量全部通过机壳壁法线方向向外传递,即热量先以导热的方式传给机壳壁,又以对流方式传给水箱内的冷却水,流出水箱的水带走大部分热量,小部分热量由水传递给水箱外壁后在空气中散发,见图2。

(3)图2显示热传递过程的温度梯度。

t、t1、t2、t3、t4分别是各界面的温度。

我们根据工程实际要求和导热基本定律分别确定和计算其温度值。

其中,t—GB755—2000规定的电动机绕组的温度限值()即最高环境温度+绕组的温升限值,B级为120℃,F级为145℃,H 级为165℃);t 1—我们设定为电动机绕组及绕组及铁心等内部各发热源传递至机壳壁的温度限值。

为保证时机绝缘寿命可靠性,取t 1~ t 2段是导热方式传热,按傅立叶导热基本定律q 1=(t 1 - t 2)/AB (1) 由此可计算t 2t 2~ t 3段是对流方式传热按牛顿冷却定律q 2=A α(t 2 - t 3)由此可计算t 3q 1—导热方式传热流量(W );q 2—对流方式传热热流量(W );λ—导热系数(W/m ℃); t 2—接触表面(机座表面)温度(℃);t 3—流体温度(℃);B —机座壁厚(m ); A —接触表面面积(m 2)。

(3)我们设定电动机的热量主要来自电动机运行中定转子绕组的损耗、硅钢片铁耗、机械耗及其他杂散损耗,即H=p 2(1/η-1)式中,H —时机单位时间产生的热量(kw ,KJ/h );p 2—电动机额定输出功率(kw );η—电动机的效率。

(4)我们庙宇电动机冷却水箱里的水为理想液体做定常流动。

热平衡计算如上所述电动机产生的热量绝大部分被具有一定压力和流速的水带出冷却水箱外散发(传给水箱外壁的热量因量少且散热条件差可发忽略),因此对流传热部分是我们研究的重点。

对流传热的热流量与其介质性质、流动速度、接触面积、接触面温差有密切关系。

热力学试验证明,热流量与的过程关系很大。

电动机水冷静系统的水不是在水箱内封闭状态对流传热,而是从进口流入,经过内部流道吸收热量,再从出口流出。

如果按经典理论公式计算与实际状况差别太大。

根据水的热力学性质和具体状况,我们采用以下经验公式更符合工程实际要求。

Φ=SρC p(t进- t出) (4)式中,Φ—单位时间流出水箱的水带走的热量(kw,kJ/h);s—水流量(m3/s);ρ—介质密度(kg/ m3);C p—介质比热(J/kg℃);t进—进水口水温,按煤矿井下情况我们设定为30℃;t出—出水口水温,为避免烫伤,我们设定为50℃。

设计的理想状态是电动机运行产生的热量全部由冷却水带走(忽略水箱外壁和端盖外壁散发的热量),使电动机温升保持在绝缘材料的温度限值之内。

由此建立热平衡方程Φ≥H (5)当发生异常状况造成水流中断时,原热平衡状态将被破坏。

电动机产生的热量不能被水带出,导致水箱内积水温度不断升高,直至达到沸点温度。

这种情况也是电动机水冷却系设计必须考虑的。

有关标准规定水冷式电动机当达到额定运行热稳定状态时,断水10min,定子绕组端部温度应不超过相应绝缘材料的温度限值。

水具有良好的热容性,由水的比热公式Q=CM△t (6)式中,Q—水吸收的热量(kw,KJ/h);C—比热(J/kg℃);M—质量(kg);△t—温度增量(℃)。

可知水的质量越大吸收的热量越多,则能保证电动机内部热量不断传出,使定子绕组温度不超过限值。

根据水的热容特性和相关标准中对水冷式电动机断水要求的时间和温度限定要求,我们可以建立又一热平衡方程。

公式(3)为电动机单位时间产生的总热量Q1=HT (7)热平衡方程为:Q≥Q1即CM△t≥HT (8)式中,T—电动机断水时间=10min;△t=水沸点温度-设定水箱出口水温。

2 水冷系统最小容积的确定冷却水箱最小容积的确定由热平衡方程(8)我们可以初步确定冷却水箱的容积V。

将M=ρV代入式(8)则V≥HT/C△tρ(9)为使电动机有较小的结构体积,我们应结合电磁设计、机壳结构设计等具体情况求得水箱的最小容积。

冷却水箱的水流量确定由热平衡方程(4)我们可以初步确定冷却水箱的水流量。

将式(4)代入式(5),则S≥H/ρC p(t出- t进)(10)冷却水箱水流压力的确定为保证水箱内冷却水的不断流动,进入水箱的水流必须具有一定的压力,该压力是封闭管道中水流动的主要能量(即压能),我们高该压力为P1,出口处的水直接放入环境,其压力P2等于大气压(压力值采用标准工程大气压)。

进水口与出水口的压力差△p相当于不等高水位的势能差(落差),即:P1-P2=△p=h。

根据伯努利方程阐述的流体在管道内做定常流时的能量守恒和能量转换定律,进水口与出水口水位势能差将转换为整个水流的动能增加。

即P1-P2=△p=h=V2/2g (11)因出水口压力P2等于标准工程大气压,则P1=P2+V2/2g (12)又因水箱的水流量已由式(10)确定,在我们根据工程结构要求选用合适的进水口和出水口标准件管接头,确定其截面积计算其流速后,就可进一步计算出进水压力P1。

式(12)是把水作为稳态定常流动的理想液体进行计算的,但因冷却水箱中水道结构原因及水并非理想液体,水流过程不可愕然地产生沿程压力损失和局部压力损失。

实际选用进水压力应大于计算值,根据煤矿井下情况一般选择3Mpa以下压力水。

3 冷却水箱的结构设计上述水冷却系统的主要参数是水箱具体结构设计的基本依据。

我们以容积、流量、压力为约束条件,结合电动机的电气性能要求、外形安装尺寸要求等,综合调整各个数据,对水箱具体结构进行优化进行。

冷却水箱基本结构设计煤矿井下电动机冷却水箱是由电动机座外壳和水箱外壳组成的套筒式结构,内腔布置导水流道,两端用端环封堵,其容积大小是设计考虑的主要因素之一。

机壳内径根据定子铁心外径确定,机壳壁厚则要综合考虑其结构强度、导热效果及同其它零部件的安装配合尺寸等因素确定,然后根据容积要求确定水箱外壳尺寸,并参照整机外形尺寸要求进行适当调整。

水箱外壳壁应能保证在内部3Mpa压力水压力下不变形。

冷却水箱内流道结构设计水箱内流道设计应尽量避免结构上产生的液流阻力,如流道截面积的突然变化、水流方向急剧改变、管接头过多、涡流区多死水面积大等缺陷。

冷却水箱内流道常采用螺旋式和折返式两种基本结构型式,各有特点和使用局限性。

螺旋式绕电动机外壳,结构通畅,流道截面积比较均衡,机同一端,必须通过外接水管把进水口和出水口调整到同一端位置,以方便外接水源安装,见图3。

折返式水道适合较小规格型号电动机。

水道沿电动机外壳轴线方向平行排列,水流从机壳尾部进入沿水道到达机壳另端拐弯折回,往复多次复盖机壳全部外表面后,又从机壳尾部流出,见图4。

折反式水道结构折弯多,水流方向变化大,水流滞阻力较大。

为克服这个缺点,应适当提高进水口水的压力。

但采用折返式水产的水箱,其进水口、出水口都可布置在水箱尾部端环上,与水源连接方便。

电动机整机外形结构简洁、体积小,壳体外部可加工出用于安装的定位面,特别适合于吞入安装。

水道截面积的确定螺旋式流道和折返式流道都是采用适当厚度钢板,在机壳壁外按等间隔距离焊接,形成水道。

水道截面呈矩形或扇形,我们以上已确定的冷却水箱水流系统的容量、流量、压力、流速为依据,综合考虑确定水道截面尺寸。

冷却水箱结构工艺性设计冷却水箱即电动机的壳体,在整机中担负多项功能,满足冷却性能、隔爆性能及与其他零部件安装配合等多项技术要求。

其加工制造工艺较为复杂,因此在水箱壳体具体结构设计时就必须考虑其加工制造的工艺性。

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