高压高效电机离心式风扇设计与有限元分析

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1、高压高效电机离心式冈扇设计与有限元分析国家科技支撑计划课题(2013BAF01B01)6郑龙平，高静李光耀(上海电机系统节能工程技术研究工程中心有限公司上海200063)摘要电机常采用的风扇有离心式、轴流式和斗式•斗式风扇既有离心式风扇的作用也有轴流式风扇作用是一种复合式风扇常使用在同步电动机中。大中型高压电机中•风路结构比较复杂、风阻大若采用轴流风扇会出现风压不足的问题无法满足电机冷却的要求•故常采用离心式风扇。经风扇理论分析与计算并结合有限元分析比较后倾式离心风扇由于产生涡流小、风屋大且损耗小及能产生较高的压力故大中型高压高效电机冷却采用后倾式离心风扇为宜。尖键词高

2、效；离心式风扇；后倾式风扇DOI:103969/JISSN10087281201404.03中图分类号：TM3014*1文献标识码：A文章编号：1008-7281(2014)04-0006-006DesignandFiniteElementAnalysisonCentrifugalFanofLargeandMedium-SizedHighVoltageandHighEfficiencyMotorZhengLongping-Gaojing，andLiGuangyao(ShanghaiEngineeringResearchCenterofMotorSystemEnergyS

3、avingCo-LtdShanghai200063china)AbstractMotoroftenusesfansofcentrifugal・axial-flow•andbucket•thebucketfarhasthefunctionofbothcentrifugalfanandaxial-flowfan*it*sacompositefanwhichisofterusedinsynchronousmotorInla「ge-andmedium-sizedhigh-voltagemotor•thewindwayiicomplex-windresistanceisbig-i

4、fadoptingaxial-flowfan•insufficientairresistancecanoccur-andcannotmeetthecoolingrequirement-soadoptingthecentrifugalfanAftertheoreticaanalysisandcalculationandcombinedwithfiniteelementanalysiscomparison•backwardtypecentrifugalfanhasadvantagesofsmalleddycurrentloss-bigwindquantity*smalll

5、ossandcarproducehighpressure•soitisbetterforlarge-andmedium-sizedmotortochoosebackwarctypecentrifugalfanKeywordsHighefficiency;centrifugalfan;backwardfan0引言从节能角度出发研究大中型高效电机是目前电机行业的发展趋势之一。要提高大中型高压电动机的效率就是要降低电机总损耗即定转子铜损、铁损、机械损耗和杂散损耗。对于高压高芬异步电动机机械损耗占据总损耗的40%左右老能降低机械损耗•将对提高效率是非常乐观的。就降低机械损耗来说

6、，大多数厂家通过采异合理的通风结构形式、改善风路、选用低摩擦轲頑、改善工艺技术等来实现。我国大中型高压电机大都采用径向通风•中小型电机多采用混合通风和轴流通风。国内在二十世纪研制轴流式节徐风扇主要应用于小型异步电动机•效率提高金著。采用轴流式风扇电机效率明显高于离心式仅扇但风压低是其一缺陷在大中型电机中很难徉到应用。目前大中型高压异步电动机的冷却风扇采注传统的平板径向离心式风扇•由于冈扇本身特忖的限制対提高电机整体的效率有很大难度根拒理论分析，采用后倾式风扇配合适当的尺寸和朮状即能提供足够的冈压，又能降低损耗使电机效率最终得以提高。1高效后倾式风扇设计11风扇结构后倾式

7、冈扇与其他离心式冈扇一样•由风扇座、风扇板和叶片组成见图1O图1后倾式风扇不意图通常后倾式冈扇都采用左侧的结构•此种制造相对简单但是此种风扇较右侧结构噪声大陨着工业的不断发展加工能力的不断提高建议采用右侧结构。1.2冈扇尺寸及风量和风压确定转子外径D・是决定冈扇性能的尖键尺寸，其确定原则是保证风扇产生一定的风压克服电机风路的冈阻维持一定的冈量和冈速。其选择数值受到电机结构、尺寸、效率和噪声的限制。D1-Do另外冈扇的长度5(5=七」)和叶片的宽度4*2对风扇的性能都有很大影响为保证风扇有较好的性能，参考文献［1］风扇叶片相对长度应为LU/