电机俗称“马达”,是依据电磁感应定律实现电能与机械能之间转换或传递的电磁装置 ,在电路中常用字母M表示。它能产生驱动转矩,作为各类用电器或机械的动力源,广泛应用于工业、交通、家电等领域。
电机发热主要源于以下几方面:一是铜损,电流通过电机绕组时,因绕组电阻产生热量;二是铁损,电机铁芯在交变磁场作用下,产生磁滞损耗和涡流损耗进而发热;三是机械损耗,电机运转时,轴承、电刷等部件的摩擦以及通风阻力等会产生热量。
电机发热危害不容小觑。高温会加速电机内部绝缘材料老化、变硬、变脆,降低绝缘性能,可能引发短路等电气故障,损坏电机;还会使电机零部件强度下降,出现变形、断裂等问题,影响电机正常运行;发热导致电机输出功率降低、转速不稳定,影响设备生产效率;电机过热还可能引发火灾等安全事故,威胁人员与财产安全。
因此对电机进行散热设计至关重要。
电机自然对流散热的设计要点主要集中在利用温度差产生的自然空气流动,通过结构设计优化来提高散热效率,并考虑环境因素对散热效果的影响。自然对流散热涉及到热传导和热对流两个方面,其中热传导的散热功率与温差有关,而热对流则与流体的温差有关。自然对流散热适用于小功率的电机或温度升高不明显的场合,不需要额外的风扇或泵等动力设备,因此初期投资和运行成本较低。
电机自然对流散热仿真APP可改变电机热损耗、环境温度等参数,主要考虑热对流的影响,从经济节约的角度来用来探索小型电机结构设计的散热效率。