[发明专利]电机空冷器不同材质冷却管冷却效果对比试验方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种高压电机空冷器不同材质冷却管冷却效果对比试验方法，尤其是一种空空冷高压电机空冷器不同材质冷却管冷却效果对比试验方法，属于机械设计技术领域。

背景技术

现有的空空冷高压电动机主要电压等级为6000V和10000V，空冷器的冷却管可以采用不同材质，主要有钢管和铝管，很少有采用铜管的，不同材质的冷却管的导热系数不同，用它做成的空冷器的散热效果也不同，空冷器厂家为了降低成本，采用钢管做冷却管的比较多，这对于普通效率的高压电机还是可以的，但是对于功率比较大的二级能效以上的高压高效电机就勉为其难了，经常出现因为空冷器冷却效果不好导致的电机整体温升过高的现象发生。

空空冷却器是流经冷却管内的低温空气通过管壁进行热量交换，把冷却管外也就是电机内的热空气进行冷却的装置。冷却管的导热系数对换热效果影响较大。

导热系数λ是指在稳定传热条件下，1m厚的材料，两侧表面的温差为1度（K或℃），在1秒内，通过1m²面积传递的热量，单位为W/m.K（瓦/米.度），导热系数与材料的组成结构、密度、含水率、温度等因素有关。

由于铜管的导热系数是400，铝管的导热系数240，钢管的导热系数78，304不锈钢的导热系是16.2；为了响应国家节能减排产业政策的要求，最大限度地提高空冷器的散热效果，降低电机内外风扇的损耗，从而提高电机效率，降低电机的运行成本，尽可能采用铝管充当空冷器的冷却管，必要时可以考虑采用铜管（注：空水冷却器就是采用铜管作为冷却管）。

有些厂家声明，当冷却管的厚度很薄，达到1mm厚的时候，在电机稳定运行的状况下，由于电机内部温度较高，电机内外的温差较大，相同规格尺寸和数量、不同冷却管材质的空冷器，铝管空冷器的换热量只比钢管空冷器的换热量大5～8%。但是却拿不出确切的试验数据和试验过程，这种理论也是讲不通的。特别是不方便也没有电机厂家试验过在三台相同型号的电机上采用不同数量不同材质的冷却管做成的外形尺寸不同的空冷器同时进行温升试验。来验证冷却效果。因为，采用不同材质冷却管制成的换热量相同的冷却器，所采用的冷却管的数量是不同的，而数量上具体相差多少最合适，没有准确的试验数据，所以现在的冷却效果差异只是一个估算，不是很准确，现实中经常出现因为空冷器设计不合理造成电机温升过高的事情。

发明内容

本发明设计出一种简单易行、准确可靠的电机冷却器不同材质冷却管冷却效果的对比试验方法。

本发明所述的试验方法是在同一台电机的冷却器上同时装上三种相同数量不同材质的冷却管，进行温升试验时通过测量冷却管的平均出风温度来判断冷却效果差异。

本发明的有益效果是在一台电机上同时进行三种材料冷却管的冷却效果试验，试验条件相同，换热量相同，试验的工作量小，试验数据准确。

附图说明

附图是本发明所述空空冷高压电机的空冷器结构示意图；

其中：右端是独立风机，纵向水平放置的冷却管有4排4列。

具体实施方式

如附图所示，本发明电机空冷器不同材质冷却管冷却效果对比试验方法的一种具体实施例，其中：右端是独立风机，纵向水平放置的冷却管有4排4列，实际数量远远超过图示数量，有300到800根。该试验是在同一台电机上进行，从电机冷却器的左端部看，所有冷却管采用等间距层层平铺的方式布置，而不是采用W型或M型方式布置，不同材质冷却管的长度、直径和管壁厚度完全相同，便于对比冷却效果。从第一层冷却管开始布置，从左侧开始依次按照钢管、铝管、铜管、钢管、铝管、铜管……的次序间隔布置；到第2层时接第一层的次序继续布置，依次类推，直到最上面一层铺满，这样能够保证三种冷却管的数量、冷却管口进风温度、换热空间和冷却管内、外总的通风量也是相同的，但是由于冷却管的导热系数不同，换热能力和换热量也是不同的，导致冷却管口的平均出风温度不同，也就是冷空气通过冷却管后升高的温度不同，间接反映出电机内部降低的温度不同，从而能够反映出导热系数不同的不同材质的冷却管实际散热能力的差异。为设计空冷器时确定不同材质冷却管的数量提供直接的技术参数，确保所设计的空冷器既满足了散热量的要求，又不会因为盲目增加冷却管的数量而导致原材料的浪费。

该试验通过同一台电机进行一次试验，通过分别计算不同材质冷却管的平均出风温度，比较其差额，能准确地反映出采用不同材质的冷却管的空冷器的冷却效果的差异，具体体现出空冷器的降温效果差几度。也就是电机的温升差几度。