绕线式异步电机非驱动端轴承及滑环刷架系统的冷却装置

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摘要:本绕线式异步电机非驱动端轴承及滑环刷架系统的冷却装置，包括设置在电机本体上的空空冷器以及设置在电机本体非驱动端的滑环室，滑环室设置有滑环室入风口和滑环室出风口，绕线式异步电机非驱动端轴承及滑环刷架系统的冷却装置还包括引风管和换热室，换热室包括固定密封在电机本体非驱动端端盖内侧面的挡风罩以及设置在电机本体非驱动端端盖上的换热室入风口和换热室出风口，引风管的一端与空冷器入风口连通，引风管的另一端通过换热室入风口与换热室连通，换热室通过换热室出风口与滑环室连通，解决现有的空冷风力发电机非驱动端轴承冷却效果不好以及滑环室碳刷冷却效果不好的技术问题，具有降温效果好，有效的将碳粉吹出滑环室优点。

关键词：制冷与低温工程；冷却装置；引风管；换热室；轴承

引言

现有的空空冷绕线式异步电机在电机本体上方都会设置空冷器，同时空空冷器也向电机本体非驱动端处的滑环室送风，虽然滑环室与非驱动端轴承靠近，但是因为滑环室的冷风仅仅通过轴承的外侧，接触时间短、接触面积小，所以散热效果不是很好，相对来说，轴承温升还是比较高，从而影响到轴承的使用寿命，从之前维修过的发电机来看，绝大部分都是由于轴承的散热不是很好，造成轴承在高温下长时间工作，而将轴承烧掉。

目前空空冷绕线式异步电机滑环室的冷却方式是将冷却风直接从滑环室正上方的进风口直接送入滑环室内，再通过滑环室正下方的出风口导出。但是，滑环室内的滑环和碳刷之间因为高速旋转摩擦且存在持续放电，所以发热量较高。因为冷却风直接由滑环上方直接吹下，所以对位于滑环侧方碳刷的冷却效果较差。

方法

为了解决现有的空空冷电机非驱动端轴承冷却效果不好以及滑环室碳刷冷却效果不好的技术问题，本文提供了一种绕线式异步电机非驱动端轴承及滑环刷架系统的冷却装置的方法。技术解决方案如下所述：

一般空空冷却的电机上设置有空空冷却器，且在绕线式转子的非驱动端配有滑环刷架系统，滑环刷架系统外部配有防护罩（工程上一般称之为：滑环室），一般电机设计时，空空冷器承担两部分责任：一、对整个电机的定转子铁心及绕组进行冷却；二、将空冷器外风路出风口的部分空气从顶端引入滑环室中，对滑环刷架系统进行冷却，并将碳粉吹出滑环室下端的出风口。在原有电机冷却结构的基础上，做了一下改进措施。

1、在电机本体后端轴承室内侧设置一块导热性能较差的挡风罩，挡风罩用于密封非驱动端轴承和轴承冷却系统，对电机本体和非驱动端轴承及其冷却系统启动热隔离效果，以防电机铁心及绕组散发的热量通过电机内部空气传导到非驱动端轴承上。

2、空空冷器内部设置有从前端贯穿到后端的引风管，引风管的入口和空冷器入风口连接，引风管的出口和非驱动端轴承与电机本体之间形成的换热室入风口连接。这样就将空空冷却器进风口处的冷却风引入了非驱动端轴承与挡风罩形成换热室内。气体通过引风管进入到换热室入风口，然后通过换热室出风口排出，绕整个非驱动端轴承旋转一周，提高了热交换时间，增大了热交换的面积，导致整体换热效率的提供。

3、绕线式异步电机的滑环碳刷系统设置在滑环室内，为了将冷却风吹向产生高温的碳刷和滑环接触位置，在滑环室内设置有可将冷却风导向碳刷一侧的上导风板。上导风板设置于冷却风入口处，这样可以确保冷却风进入滑环室后吹向碳刷。由于考虑到冷却风还会吹出碳粉，为了保证碳粉不会在滑环室中随冷却风四处飘浮，在冷却风出风口处也设有一个下导风板，使得冷却风经冷却碳刷后直接从出口排出，而不会因没有挡风装置又吹回到滑环室内形成循环。导风板的形状可以是直板、弯折板或弧形板，弧形板效果最好。

结果论证

上述绕线式异步电机非驱动端轴承及滑环刷架系统的冷却装置，经过严密、认真的推敲和分析后，我们引用到实例中进行了详细的试验测试，对该方案做了进一步论证，证实其切实可行。通过试验测试对改进前后的数据进行了对比，将原方案的非驱动端轴承温升由44K降为35K；原方案的碳刷与滑环接触处温升由100K降至70K。且对滑环室的碳粉堆积情况进行了较长时间的观察，从改进后的方案与原方案对比来看，碳粉堆积量大幅较少，滑环室进出风口挡板的另一边几乎没有碳粉。

结论

本方案的实施有效的降低了电机非驱动端轴承和滑环刷架系统的温升，大大降低了电机轴承和滑环刷架系统的故障率。使工农业生产由于设备损坏而耽误时机的可能性减小，并且减小了由于轴承及滑环刷架系统损坏而造成的维护费用。也将引导我国的电机设计向更严谨、更科学、抓住重点、注重细节的方向发展。