林春雷，常東海，牛光遠(yuǎn)

(中國石油吉林石化公司乙烯廠，吉林吉林 132021)

方箱電機(jī)風(fēng)扇罩優(yōu)化設(shè)計

林春雷，常東海，牛光遠(yuǎn)

(中國石油吉林石化公司乙烯廠，吉林吉林 132021)

大電機(jī)機(jī)械耗占電機(jī)總損耗比例較大，是導(dǎo)致電機(jī)效率較低的主要因素之一。電動機(jī)轉(zhuǎn)軸和軸承之間，轉(zhuǎn)子、風(fēng)扇和冷卻介質(zhì)之間的摩擦及風(fēng)路產(chǎn)生的損耗之和，是電機(jī)產(chǎn)生機(jī)械損耗的主要途徑。由于電機(jī)結(jié)構(gòu)中風(fēng)路結(jié)構(gòu)不合理，所以風(fēng)在風(fēng)路損失的能量很多。針對IC611冷卻方式電機(jī)外風(fēng)扇風(fēng)扇罩內(nèi)風(fēng)路進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計，從而降低風(fēng)在風(fēng)路中的損耗，提高了電機(jī)效率。

機(jī)械耗;效率;空載損耗

0 引言

電機(jī)、水泵、風(fēng)機(jī)、壓縮機(jī)等被國際能源署(IEA)統(tǒng)稱為“工業(yè)電機(jī)系統(tǒng)”。國際能源署指出，工業(yè)電機(jī)系統(tǒng)使用的電能占用了全世界40%的電能。國家發(fā)改委“十一五”節(jié)能規(guī)劃中指出，工業(yè)電機(jī)系統(tǒng)是中國的主要電力用戶，占全部用電量的50%以上，其中風(fēng)機(jī)、泵類、壓縮機(jī)和空調(diào)制冷機(jī)的用電量分別占全國用電量的10．4%、20．9%、9．4%和6%。因此，工業(yè)電機(jī)系統(tǒng)效率的提高，對節(jié)約電能意義十分重大。工業(yè)電機(jī)系統(tǒng)一般由電機(jī)作為動力驅(qū)動風(fēng)機(jī)、水泵等負(fù)載運(yùn)行，系統(tǒng)的效率取決于電機(jī)、負(fù)載本身的效率和電機(jī)和負(fù)載的合理匹配。針對電機(jī)來說，提高電機(jī)傳遞效率是當(dāng)前的主要問題。電機(jī)機(jī)械損耗是導(dǎo)致電機(jī)效率低的主要問題之一，本文目的就是優(yōu)化電機(jī)風(fēng)扇罩風(fēng)路降低電機(jī)機(jī)械耗。

1 方箱電機(jī)風(fēng)扇罩結(jié)構(gòu)存在的問題

1．1 由于方箱電機(jī)特殊的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，一般電機(jī)風(fēng)扇罩也為方箱結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致風(fēng)扇罩結(jié)構(gòu)內(nèi)部尖角過多，尖角處有紊流區(qū)存在。

1．2 由于電機(jī)風(fēng)扇罩為方箱結(jié)構(gòu)，風(fēng)扇為圓型導(dǎo)致風(fēng)在風(fēng)扇罩內(nèi)流動時風(fēng)路面積總會在大小之間來回變化，造成風(fēng)在風(fēng)路中的能量損失。

1．3 由于風(fēng)扇出風(fēng)口方向是切向風(fēng)扇外徑，這樣風(fēng)扇上某一點(diǎn)風(fēng)轉(zhuǎn)到最高點(diǎn)時，該點(diǎn)產(chǎn)生的風(fēng)向就是水平風(fēng)向，旋轉(zhuǎn)到下一點(diǎn)時風(fēng)向就逐漸朝下，導(dǎo)致風(fēng)再次進(jìn)入風(fēng)扇罩內(nèi)。這樣風(fēng)扇上任意一點(diǎn)轉(zhuǎn)到風(fēng)扇最高點(diǎn)時風(fēng)的方向變成朝風(fēng)扇罩底部，這些風(fēng)回流沒有進(jìn)入電機(jī)冷卻器，該部分風(fēng)沒有得到充分利用。電機(jī)風(fēng)扇罩內(nèi)風(fēng)路原理圖見圖1。

圖1 電機(jī)風(fēng)扇罩內(nèi)風(fēng)路原理圖

2 新風(fēng)扇罩結(jié)構(gòu)

2．1 風(fēng)扇罩內(nèi)增加導(dǎo)風(fēng)板，改變風(fēng)扇罩內(nèi)部尖角問題，也改變了風(fēng)扇罩內(nèi)風(fēng)路面積大小間變化問題，避免了風(fēng)路在風(fēng)扇罩內(nèi)的能量損失。阻止了風(fēng)路回流問題，從而提高風(fēng)的利用效率。

2．2 根據(jù)風(fēng)扇罩出風(fēng)口處風(fēng)量分布，增加分流板，使出風(fēng)口處風(fēng)量分布滿足設(shè)計要求。更改后風(fēng)扇罩內(nèi)風(fēng)路原理圖見圖2。

圖2 更改后風(fēng)扇罩內(nèi)風(fēng)路原理圖

3 新舊風(fēng)扇罩結(jié)構(gòu)電機(jī)機(jī)械損耗對比測試

方箱電機(jī)新舊風(fēng)扇罩結(jié)構(gòu)電機(jī)機(jī)械損耗對比試驗見表1。

表1 新舊風(fēng)扇罩結(jié)構(gòu)電機(jī)機(jī)械損耗對比

4 結(jié)語

通過對方箱電機(jī)風(fēng)扇罩結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計，并對電機(jī)進(jìn)行試驗，得出以下結(jié)論。

(1)現(xiàn)有風(fēng)扇罩結(jié)構(gòu)風(fēng)路內(nèi)存在內(nèi)部尖角問題、內(nèi)風(fēng)路面積大小變化、風(fēng)路回流等問題，新風(fēng)扇罩針對上述問題進(jìn)行了結(jié)構(gòu)更改，并取得了一定效果。

(2)通過以上對比數(shù)據(jù)可以看出，更改風(fēng)扇罩內(nèi)部結(jié)構(gòu)后對電機(jī)機(jī)械耗降低有一定作用。

(3)此方案存在的問題是如何準(zhǔn)確確定導(dǎo)風(fēng)板及分流板位置，對試驗結(jié)果影響較大，應(yīng)通過流體分析對此結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化。

［1］成心德．離心通風(fēng)機(jī)．北京:化學(xué)工業(yè)出版社，2006．

［2］陳興衛(wèi)．正壓外殼型高壓三相異步電動機(jī)的密封圈設(shè)計．防爆電機(jī)，2014．2

Optimization Design on Fan Housing of Square-Frame Motor

Lin Chunlei，Chang Donghai，and Niu Guangyuan
(PetroChina Jilin Petrochemical Company，Jilin 132021，China)

Mechanical loss is one of the main factors which cause low efficiency of the large motor，sum of mechanical loss，friction among stator，fan and cooling media，loss caused by wind path and other losses，are main approaches of mechanical loss of the motor，in that case，optimization design is taken to wind path in fan housing of external fan of the motor cooled by IC611 method，then wind loss in wind path is reduced，motor efficiency is improved．

Mechanical loss;efficiency;no-load loss

10．3969/J．ISSN．1008-7281．2015．05．06

TM303

A

1008-7281(2015)05-0017-002

林春雷 男 1970年生;畢業(yè)于北京化工大學(xué)電氣自動化專業(yè)，現(xiàn)從事電氣設(shè)備技術(shù)管理工作．

2015-06-10