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西門子變頻電機(jī)具有特殊的冷卻系統(tǒng)、雙冷卻回路、流線型風(fēng)扇和足夠大的散熱面積端蓋框架及內(nèi)外肋結(jié)構(gòu)，充分體現(xiàn)其超強(qiáng)的散熱能力和換熱能力。
雙冷卻回路
電機(jī)有兩條氣流路徑，一條內(nèi)部循環(huán)氣流路徑和一條外部冷卻氣流路徑，構(gòu)成了緊湊型西門子系列電機(jī)的特殊冷卻方法。
內(nèi)部循環(huán)氣流回路是通過內(nèi)部風(fēng)扇傳遞轉(zhuǎn)子的熱量，實(shí)現(xiàn)與底座的熱交換，達(dá)到冷卻轉(zhuǎn)子的目的，同時(shí)也可以實(shí)現(xiàn)電機(jī)定子繞組前后端的溫度平衡。
外部冷卻氣流路徑是通過內(nèi)部循環(huán)空氣回路的熱傳導(dǎo)和熱交換，將電機(jī)定子的熱量及時(shí)帶到機(jī)座表面，由外部風(fēng)扇（同軸：IC411；獨(dú)立：IC416）產(chǎn)生的冷卻氣流帶走，實(shí)現(xiàn)熱交換在電機(jī)和周圍環(huán)境之間冷卻電機(jī)。
冷卻效果
通過上述特殊的雙回路冷卻，電機(jī)定子繞組溫度分布達(dá)到相對(duì)均衡的理想效果，有效避免局部過熱。西門子電機(jī)的軸承溫度是客觀保證的。
1.電磁設(shè)計(jì)
對(duì)于普通異步電動(dòng)機(jī)，重新設(shè)計(jì)時(shí)考慮的主要性能參數(shù)是過載能力、起動(dòng)性能、效率和功率因數(shù)。對(duì)于變頻電機(jī)，由于臨界轉(zhuǎn)差率與工頻成反比，當(dāng)臨界轉(zhuǎn)差率接近1時(shí)，可直接啟動(dòng)。因此，過載能力和起動(dòng)性能不需要考慮太多，但要解決的關(guān)鍵問題是如何提高電機(jī)對(duì)非正弦波電源的適應(yīng)性。方法一般如下：
（1） 盡可能降低定子和轉(zhuǎn)子電阻。
降低定子電阻可以降低基波銅損耗，以補(bǔ)償高次諧波引起的銅損耗增加
（2） 為了抑制電流中的高次諧波，有必要適當(dāng)增加電機(jī)的電感。然而，轉(zhuǎn)子槽漏抗較大，集膚效應(yīng)也較大，高次諧波的銅損耗也增大。因此，電機(jī)漏抗的大小需要考慮整個(gè)轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)阻抗匹配的合理性。
（3） 變頻電機(jī)的主磁路通常設(shè)計(jì)為非飽和。一種是考慮高次諧波會(huì)加深磁路的飽和，另一種是適當(dāng)增加逆變器的輸出電壓，以便在低頻處增加輸出轉(zhuǎn)矩。
2.結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
在改造設(shè)計(jì)中，主要考慮非正弦電源特性對(duì)變頻電機(jī)絕緣結(jié)構(gòu)、振動(dòng)、噪聲冷卻方式等方面的影響。一般來說，應(yīng)注意以下問題：
（1）絕緣等級(jí)一般為F級(jí)或更高，加強(qiáng)匝間絕緣和絕緣強(qiáng)度，特別考慮絕緣承受沖擊電壓的能力。
（2）對(duì)于電機(jī)的振動(dòng)和噪聲,需要充分考慮電機(jī)部件的剛度和整體，盡量增加其固有頻率，避免與各種力波共振。
（3） 冷卻方式：一般采用強(qiáng)制通風(fēng)冷卻，即主電機(jī)冷卻風(fēng)扇由獨(dú)立電機(jī)驅(qū)動(dòng)。
（4） 容量超過160KW的電動(dòng)機(jī)應(yīng)采取防止軸電流、軸承絕緣措施。主要原因是磁路的不對(duì)稱性容易發(fā)生，并產(chǎn)生軸電流。當(dāng)其他高頻部件產(chǎn)生的電流一起工作時(shí)，軸電流會(huì)大大增加，導(dǎo)致軸承損壞，因此一般需要采取絕緣措施。
（5） 對(duì)于恒功率變頻電機(jī)，當(dāng)轉(zhuǎn)速超過3000/min時(shí)，應(yīng)使用專用耐高溫潤(rùn)滑脂來補(bǔ)償軸承的溫升。