合理选择变频调速节能电动机的冷却方式*

李改梅， 王国义

(山西防爆电机(集团)有限公司，山西长治 046011)

0 引言

近年来，随着变频调速技术在国内外的发展日趋成熟，带动着变频调速节能电动机的应用领域不断扩展，开发变频调速节能电动机成为追赶国际先进水平和引领行业进步的需要。能合理解决变频调速节能电动机的冷却问题，是能否设计好变频调速节能电动机的关键问题之一，同时这对电动机的效率、功率因数的提高和使用寿命的延长也至关重要。

1 变频调速节能电动机的优缺点

该类电机具有低消耗、低噪声、低温升、起动转矩大，起动电流小、调速精度高、可靠性强、维修方便等优点。山西防爆电机(集团)有限公司所生产的该类电机在钢铁、化工、石油、机械、电力、煤炭、造纸、医药、自来水等行业均得到了普遍应用。

但该类电机在低频段调速时温升高，绝缘易老化，若起动频率选择不当会在瞬间烧坏绕组，致使电动机不能正常运行，给客户造成巨大损失。

2 如何合理选择最佳冷却方式

2.1 从工况条件方面考虑

2.1.1 额定频率不同

(1)当该类电机额定频率范围在25～50 Hz或大于50 Hz时，冷却方式应选择外循环自扇冷(IC411)，如机座中心高在180 mm以下的YVVF2、YBBP系列低压节能电动机均可采用(见图1)。

(2)当该类电机额定频率长期为25 Hz以下时，因电机转速较低，散热条件不好，温升较高，冷却方式应选择强制风冷方式(IC616)，如机座中心高在200 mm以上的YVVF2、YBBP系列低压节能电动机均可采用(见图2)。

2.1.2 负载情况不同

图1 外循环自扇冷方式(IC411)

图2 强制风冷方式(IC616)

(1)若为恒转矩负载，要考虑现场实际长期运行的转速范围，选择适当的冷却方式如IC411(见图1)或IC616(见图2)。

(2)若为恒功率负载，此时电动机转速比较高，如选择冷却方式为IC411(见图1)，冷却效果也很明显。

(3)若为恒转矩、恒功率负载同时存在，这一类负载情况比较复杂，必须选择冷却方式为IC616(见图2)。2.2 从电机结构设计方面考虑

2.2.1 圆筒机座

小型节能电动机机座中心高在315 mm以下时一般均采用圆筒机座结构;大、中型以上节能电动机机座结构设计有多种，其中机座中心高在355～450 mm节能电动机圆筒机座结构均可按上述方法合理选择冷却方式 IC411(见图1)或IC616(见图2)。

2.2.2 方箱机座

机座中心高在500 mm以上的节能电动机，特别是高压节能电动机采用方箱式机座，因电机体积较大，安装所占空间也较大，冷却方式应选择空－空冷却方式(IC666，见图3)和空水冷却方式(IC86W，见图4)，很适合大容量高压变频调速节能电动机，如YVVF2、YKK、YKS系列。

2.2.3 结构紧凑型机座

(1)对于小功率低压变频调速节能电动机一般采用自然冷却的通风方式或外加强制风冷，冷却方式为IC411(见图1)或IC616(见图2)。

图3 空－空冷却方式(IC666)

图4 空水冷却方式(IC86W)

(2)对于大功率变频调速节能电动机，特别是高压电动机需采用内、外两个风路冷却，即内循环用风冷，外循环用水冷，冷却方式为 IC666(见图3)，其特有的圆筒形结构具有结构紧凑、体积小，安装时所占空间也较小等特点，特别适合于煤矿井下使用的隔爆型变频调速节能电动机，用于弥补现场空间较窄的场所，如YBPJSS450以上电机。

(3)随着Y2－E、Y3系列高效电机的广泛应用，该结构的变频调速节能电动机应用会更加广泛，如机座中心高在200 mm以下的YVF2、YVVF2、YPJSS系列低压电机冷却方式应选择空水混合冷却方式(IC71W，见图5);机座中心高在225 mm以上的YVF2、YVVF2、YPJSS系列低压电机冷却方式应选择内循环自扇冷方式(IC416，见图6)。

图5 空水混合冷却方式(IC71W)

图6 内循环自扇冷方式(IC416)

3 结 语

发展低碳经济的关键在于能源变革，供用电系统的变革应首当其冲，为此对变频调速节能电动机的需求也将越来越多，随着变频调速节能电动机的不断发展，冷却问题的解决方法也不会仅此而已，还有待同行业专家进一步探索，能合理选择最佳冷却方式、合理匹配电机，消除“大马拉小车”等现象，并逐步淘汰闸板、阀门等机械调节方式是变频调速节能电动机的发展方向。

为了应对气候变暖和能源资源枯竭，推动防爆电机行业的发展，力争在变频调速节能电动机的外观、制造水平及运行性能上达到和超过国际先进水平，积极汲取国内、外先进经验，结合多年来生产各种特种电机的宝贵经验，通过大家的共同努力，将变频调速节能电动机和变频器配套使用，组成一套全新的变频调速节能系统，达到既高效、节能，又运行稳定的效果，其代表性产品如YVVF900－10－4 000 kW、6 kV冷却方式选择了IC666;YBBP900－10－1 800 kW、6 kV冷却方式选择了IC416;YKS710－4－4 000 kW、6 kV冷却方式选择了IC86W;YBPSS500－4、1 140 V冷却方式选择了IC71W。实践证明，只有选择正确的冷却方式来解决变频调速节能电动机的冷却问题，才能保证该类电机的正常稳定运行，提高电机的使用寿命，充分实现发展低碳经济的战略目标。

［1］GB/T20161—2006，变频器供电的笼型感应电动机应用导则［S］.2006.

［2］GB/T21209—2007，变频器供电的笼型感应电动机设计和性能导则［S］.2007.