知识|电机热分析
导读：简要介绍电机研究中的电机热分析部分。
在电机损耗不变的前提下，电机的冷却能力决定了电机的温升。而温升又决定电机的绝缘情况、额定容量以及时候出现退磁等问题。因此提升电机的冷却性能是电机设计、制造中的重要问题。电机气冷方式采用的的冷却介质有空气和氢气。氢气具有密度小，热容量大的特点，可以降低通风摩擦损耗，提升冷却效果，提高电机效率。但氢气在储存、运输和使用中对安全要求较高，因此该冷却介质较为少见。一般电机设计中气冷的冷却介质采用的是空气。气冷冷却结构简单，需要附加设备较少，一直是研究的热门。电机的液冷方式也较为常见，液体的导热能力和热容量都优于气体，有着更强的降温冷却能力，故采用水、油等液体作为冷却介质的液冷电机十分常见。目前大功率的变压器基本采用的是油浸冷却的方式；大型的汽轮机发电机也主要通过水冷进行冷却。虽然液冷有许多好处，但在使用过程中会存在泄露和堵塞等问题，对设备运行保养有着一定要求，并不是使用条件比较恶劣的应用场合。目前国内外对水冷电机散热研究比较多，水冷的流量和温升更容易测量和计算。对水冷电机，通过冷却液流量及进出口温差的测量，就能够比较精确的分析一个散热方案的有效性。相对于水冷，风冷以空气作为冷却介质，相同条件下其向外传热系数仅为水冷传热系数的四十分之一左右，所以一般而言气冷中空气的流量和流速远远大于水冷，给精确分析流量带来问题。并且由于电机总体积、安装方式、运行环境等条件的限制，很多电机采用半封闭或全封闭的通风结构，来保证不同环境下工作的稳定性。但是复杂结构使气流有更多的不确定性，极易出现复杂的流体情况，加大分析的难度电机的风冷通过气体供给方式的不同可以分为自然冷却、自扇冷却和它扇冷却。自然冷却指的是电机不依靠通风设备对其供给气流，仅靠自身机壳表面的辐射和对流进行冷却，这种通风方式结构简单但是换热效果较差，一般应用在几千瓦以下的小型电机。自扇冷却是指在电机的转子转轴上安装风扇，使气体从风道进入电机带走热量，达到降温的效果。
它扇冷却是指通过被冷却电机以外的其他动力设备而非电机本身来提供冷却气体，常用于一些大型电机中。按照电机内冷却气体流动的方向分为轴向通风、径向通风和轴、径向混合通风；
也可以按照气体是否经过电机内部并排向外界大气还是仅仅在内部循环分为开放式和封闭式。
来源：BB学长
