YKK空冷卻型電動機是中型高壓電機系列中的一個重要派生系列(YKK系列是由Y系列箱式結構、帶頂罩，防護等級為IP23，冷卻方式 為IC0l派生出來的)，包含2、4、6、8、10、12極，頻 率為50Hz，電壓等級為6kV和10kV，是國內近 年來開發研制的新一代電動機，6kV級的機座號 包括355、400、450、500、560、630;10kV級是根據市場需求開發生產的新品種電動機，機座號包括450、500、560、630。 該系列電動機結構及安裝型式為IMB3，采用箱式機殼結構，內部為全封閉徑向通風形式，頂端帶空 一空冷卻器，非軸伸端帶外風扇和外風扇罩，通過冷卻器內冷卻管的冷空氣與機殼內的熱空氣進行 熱量交換，達到冷卻目的，冷卻方式為Ic611。該系列電動機可安裝于戶外或空氣中含有灰塵、沙、 水分或輕微腐蝕性氣體的環境中，防護等級為 lP44或IP54，與空.水冷卻器型的電動機相比具 有造價低、輔助設備少、運行費用低、維護方便的特點，機座號355- 450采用了滾動軸承，機座號500~630采用端蓋 式球面滑動軸承。以上產品可拖動其它機械設備 直接投入6kV或10kV級電網運行，為用戶節省 了變電設備投資，降低了電網的附加損耗，提高了電網的運行質量，深受用戶歡迎。 

2技術性能 

在開發產品時，6kV系列執行的技術條件是 Q/sD.J.02.07.1999《YKK、YKK.w系列高壓三相異步電動機技術條件〔機座號355-630〕》，該標準是上海電器科學研究所1999年1月編制的送 審稿。lOkV系列執行的技術條件是Q/Q L.J.02. 13.2002《YKK、YKK-W系列10kV三相異步電動 機技術條件(機座號450一630〕》，該標準是根據Y系列10kV標準參照YKK系列6kV標 準和Y系列6kV標準制定的公司標準。 設計過程中，在嚴格執行產品標準的同時，為 了提高電機效率及其他性能指標，提高產品的競 爭力，技術人員查閱了大量的資料，在確保電磁方案滿足性能要求的前提下， 集眾家之所長設計出了成本低，性能優良，外形美 觀大方，效率高，溫升低的電動機新產品，其中空 冷器的設計是一個關鍵項目，現主要將空冷器及外風扇和外風扇罩的研究設計過程介紹如下。 

3冷卻器的安裝型式和冷卻管的形狀及排列方式 

(1)冷卻器的安裝型式一種是冷卻管環繞在電高壓機外殼周圍，該類型的高壓電機機殼設計較為特 萬方數據 12 中型高壓電機空-空冷卻器的研究與設計 《中小型電機》2003，30(5) 殊，制造成本較高，工藝難度大，通用化程度較低， 但密封性和冷卻效果較好，特別適用有防爆性能 要求的場合;另一種型式是將冷卻器安放在電機 機殼敞開的頂部(立式電機放置于電機的兩個側 面)，機械設計上系列化和通用性比較高，操作難 度小，在非軸伸端安裝外風扇和風扇罩，提供冷卻 風壓，輔助件少。目前被許多廠家廣泛采用。 

(2)冷卻管形狀及布置 冷卻管的形狀國內多數采用圓形管，個別廠 家有采用橢圓形管(如瑞士BBc)，國外甚至有采用平板型的(如日本三菱)，實踐證明采用圓形管 操作工藝簡單，散熱面積大，冷卻效果好，目前被 大多數廠家采用;管子的材質有用外徑為犯5 x1.0或擔01.0冷拔無縫鍍鋅鋼管的，也有用 犯31.5或擔01.0軋制鋁管的，相比而言鋁 管具有可以減輕冷卻器重量，工藝簡單，潮濕環境 中不生銹，冷卻效果好的特點，深受電機生產廠家 和顧客的歡迎。 冷卻管的排列方式目前國內仍有一些廠家采 用層型布置(如下圖1)，層與層之間上下對齊或 交錯排列，該安排方式管子層數較多，造成電機內 部的風阻大，冷卻效果稍差;現在被廣泛采用的排 列方式是M型布置或W型布置(如圖2)，夾角有 采用60。的(此時管子相互間成等邊三角形，管間 距離5mm)，也有采用小于60。的，實踐證明M型 或w型排列方式風阻小，可使電機內部空氣快速 流通，冷卻效果較好，同樣的冷卻效果可以節省三 分之一數量的冷卻管。 M(或W)型布置 

(3)冷卻管數量的計算及確定 冷卻器所應帶走的熱量也就是高壓電機運行時的 總損耗，冷卻器的散熱過程也就是電機內的密封 熱空氣同冷卻管內的冷空氣進行熱量交換的過 程，理論計算和實驗證明如果采用M型或w型 排列方式，冷卻管數量合適的情況下，每平方米的 冷卻管管壁可帶走大約1kw的熱量，但是，由于2 極電機和8極電機的轉速差別很大，電機內部的 風壓和空氣流動速度也不同，同樣的冷卻器(冷 卻管產生的風阻相同)帶走的熱量也不相同，所 以說并不是管子越多越好，而是應根據電機的轉速和損耗不同確定冷卻器冷卻管的數量，具體一 點就是同一機座號的電機轉速高、損耗大的冷卻 管應多一些;轉速低、損耗少的冷卻管應該少一 些，如果采用較多的冷卻管，由于風阻大，冷卻效 果反而不好。 

考慮高壓電機的溫升裕度及空冷器的通用性，可 以讓同一機座號中2極和4極、6極和8極、10極 和12極分別采用同一個空冷器， 

表l是H355~ H630不同機座號和極數的電機所采用的空冷器 的冷卻管數目和排數的參考數目。 

表1不同電機所采用的空冷器冷卻管數量和排數(說明:管材為鋼管或鋁管，外徑為犯31.5厚，M型或w 型排列方式，管子相互問成等邊三角形，間距為5mm。) 

4空冷器結構及外風扇的設計 

4.1 空冷器結構的設計 冷卻器中冷卻管的數量和排列方式決定了其 冷卻效果，結構和用料上的差異也會影響到冷卻 效果、制造成本以及外型美觀程度，從美觀的角度 上考慮，空冷器的長度和寬度尺寸和機殼的一致， 側板和頂板包端板，并在軸伸方向高出端板 10mm，以方便焊接和安裝外風扇罩;安裝后可以 擋住外風扇罩上的角鋼和密封墊，使電機更美觀; 頂板和側板用5mm的Q235A鋼板，之間焊接處 焊后修圓角，端板用15mm的Q235A鋼板便可滿 足強度要求，兩端板之間加3mm厚的擋風板以利 通風，冷卻器底邊四周焊以540角鋼焊成的底 萬方數據 《中小型電機》2003，30(5) 中型高壓電動機空.空冷卻器的研究與設計 13 架，用以與機殼連接。 

對于H450以下高壓電機的空冷器基本上可以采 用冷卻管加外殼的結構，如圖2所示，H500以上為了提高冷卻效果，采用冷卻管和外殼之間加夾 層的結構，如圖3所示，端板和擋風板在夾層位置 只鉆孔不安裝冷卻管，這樣夾層起到了三個大冷 卻管的作用，同時夾層內層鋼板還有強制通風的 作用，否則，冷卻管和側板之間空間太大，通過冷 卻管之間的空氣就會減少影響冷卻效果。另外， 為了避免電機內的循環空氣吹不到冷卻管，最上 層冷卻管和最下層冷卻管分別應與冷卻器的頂板 和底邊保持80一100mm的距離，以確保達到最佳 冷卻效果。 


4.2外風扇的設計外風路的風阻計算比較簡單，風阻也很小，因 此，外風扇基本上是根據電機的總損耗所需要的 風量而設計的，外風扇為離心風扇，因而不難確定 風扇的外徑、風葉的寬度和高度，以及風葉的數 量，為簡化工藝，風扇為薄鋼板焊制而成，其形狀 如圖4，也可以將外風扇板設計成漏斗狀，但工藝 較復雜;外風扇板和風葉可用3-5mm厚的鋼板， 內風扇板可用5~10mm厚的鋼板，風扇座可用鑄 造件也可用厚鋼板焊接件，風扇及風扇座的焊接 必須做到牢固可靠，無焊接缺陷。 

5外風扇罩的設計 

外風扇罩的設計從各個廠家的產品來看大同 小異，但用料上卻有很大差別，個別廠家用的是 lomm多厚的鋼板。由于外風扇罩僅僅起導風的 作用，并不受多大的應力，實踐證明3~5mm厚的 鋼板完全可以滿足焊接要求和加工要求;為了確 保外風扇罩焊接后變形量小，與空冷器結合處焊 接的角鋼可選用30mm4和40mm5等較厚、 較寬的尺寸，外風扇罩的兩側彎板可選用3一 圖4外風扇形狀 5mm厚的鋼板;同時，為了便于裝配，外風扇罩出 口底邊要高出空冷器底邊約30mm，出風口寬度 尺寸也要比空冷器兩側板間距離小8-10mm，出 口上邊也要比空冷器頂板內側低4~5mm;這樣， 外風扇罩安裝后，與冷卻器結合處的角鋼和密封墊從高壓電機側面看不到，使電機更美觀。另外，為了 糾正外風扇罩安裝后的變形，支撐外風扇罩的四根螺桿每根除了在風扇罩外擰一個螺母(帶墊 圈)，還應在外風扇罩固定板內側各擰上1個螺 母(帶墊圈)。 


6小結 

經過近年來的不斷改進和創新，按照以上結 構和思路，該系列 YKK355~630大多數規格型號的高壓電機，達到了性能優良，外形美觀大方，溫升低，運行可靠的預期目標。

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