asdzxc12345 发表于 2016-11-10 11:42

高速电机,槽内填充散热材料

一台高速电机,转子700-800kg,实心整体式,采用高强度合金钢制造。
转子直径大概560-600mm,转速8000-12000r.
电机是短时脉冲工作制,做发电机用,不输出时,以最高转速空载运行。
定子,开口平行槽(高压)。
空载相电压3000-3800v。
输出脉冲电流幅值1000-3000A,频率1800hz-2200hz.
每次工作25-33ms.
歇一会,再工作。一个脉冲包括停歇时间总共50ms.
多个脉冲,总共工作3s.
电机抽真空。
现在考虑的是电机绕组散热问题。
想通过在定子槽内填充散热材料,加强散热,尽可能提高绕组电密,从而减小绕组导体截面积,减小槽深。
减小槽深,可以减小槽漏感,减小电机内阻抗。
最终要达到的目的是,减小定子直径,尽可能缩小电机体积,降低电机重量。

请问,这种脉冲工作制的电机,通过填充散热材料,能明显改善绕组的散热效果吗?
如果不明显,那么绕组温升还是得按绝热过程来计算。

求大神指导。

Dream丶逐梦 发表于 2016-11-10 13:10

减小导体截面积 ,也减小槽深,槽满率保证吗?电流密度是大了,散热会更严重!

asdzxc12345 发表于 2016-11-10 15:14

Dream丶逐梦 发表于 2016-11-10 13:10
减小导体截面积 ,也减小槽深,槽满率保证吗?电流密度是大了,散热会更严重!

嗯。我的想法是,通过填充散热材料,如果散热快一些的话,导线截面积可以选的更小一点(相对原来不填充散热材料来说)。
长时间工作制的电机,填充散热材料,应该可以选截面积更小。

但是,对于脉冲工作制的电机,由于时间很短,填充散热材料也许一点效果也没有,还是跟不填充散热材料效果一样,还是绝热的。

Dream丶逐梦 发表于 2016-11-10 15:45

是的,这种短时间工作的电机,散热效果显不出来。

st7715 发表于 2016-11-12 11:25

楼主可以考虑做做温度场计算。就我所知,这个工作时制,一次放点,定子最大温升可能只有几度,根本不需要散热。如果确需散热,定子绕组进行真空压力灌封,灌封料配比调控,比较可行。

其实,楼主这个电机定子做成无槽的可能更好。楼主是华科的还是中物的?

asdzxc12345 发表于 2016-11-12 17:48

本帖最后由 asdzxc12345 于 2016-11-12 17:55 编辑

st7715 发表于 2016-11-12 11:25
楼主可以考虑做做温度场计算。就我所知,这个工作时制,一次放点,定子最大温升可能只有几度,根本不需要散 ...

感谢!

曾经考虑过无槽方案,但是绕组厚度有好几毫米,不知道无槽方案加工制造有没有难度。
见过无槽电机的绕组厚度最大只有3mm。厚度再选小的话,温升可能太大。
还有一个问题是,绕组与转子之间用什么隔开,安全可靠。
目前查到的资料中,知道有用过环氧板的,担心强度不够。

st7715 发表于 2016-11-12 23:15

asdzxc12345 发表于 2016-11-12 17:48
感谢!

曾经考虑过无槽方案,但是绕组厚度有好几毫米,不知道无槽方案加工制造有没有难度。


无槽的制造工艺肯定要复杂。

绕组厚度倒不一定要多薄,电枢电负荷的设计刘克富的学位论文。短时反复工作制的电机负荷可以非常高。

绕组与转子之间的绝缘,真空压力环氧灌封比较好,现在很多干式变压器都这么做。而且可以显著提高绕组的绝缘水平。
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