Il funzionamento del motore è in realtà un processo di conversione reciproca tra energia elettrica ed energia meccanica, e durante questo processo si verificano inevitabilmente delle perdite. La stragrande maggioranza di queste perdite viene convertita in calore, il che aumenta la temperatura di esercizio degli avvolgimenti del motore, del nucleo di ferro e degli altri componenti.
I problemi di surriscaldamento dei motori sono comuni nei processi di ricerca e sviluppo e produzione di nuovi prodotti. Anche la Sig.ra Shen ha riscontrato numerosi casi in cui la temperatura del motore aumentava a scatti, rendendo difficile stabilizzarla durante i test di tipo. In relazione a questo problema, la Sig.ra Shen ha partecipato brevemente oggi per parlare dei metodi di raffreddamento, ventilazione e dissipazione del calore dei motori, analizzando la struttura di ventilazione e raffreddamento di diversi motori e cercando di individuare alcune tecniche di progettazione per evitare il surriscaldamento del motore.
Poiché il materiale isolante utilizzato nel motore ha un limite di temperatura, il compito del raffreddamento del motore è quello di dissipare il calore generato dalle perdite interne, in modo che l'aumento di temperatura di ciascuna parte del motore rimanga entro l'intervallo specificato dalla norma e che la temperatura interna sia uniforme.
Il motore utilizza solitamente gas o liquidi come mezzo di raffreddamento, e i più comuni sono l'aria e l'acqua, che vengono detti rispettivamente raffreddamento ad aria e raffreddamento ad acqua. Il raffreddamento ad aria è comunemente utilizzato per sistemi di raffreddamento ad aria completamente chiusi e per sistemi di raffreddamento ad aria aperta; il raffreddamento ad acqua è comune nei sistemi di raffreddamento a camicia d'acqua e a scambiatore di calore.
Lo standard IEC60034-6 per i motori a corrente alternata specifica e spiega il metodo di raffreddamento del motore, rappresentato dal codice IC:
Codice del metodo di raffreddamento = IC + codice della disposizione del circuito + codice del mezzo di raffreddamento + codice del metodo di spinta
1. Metodi di raffreddamento comuni
1. IC01 raffreddamento naturale (raffreddamento di superficie)
Ad esempio, i servomotori compatti Siemens 1FK7/1FT7. Nota: la temperatura superficiale di questo tipo di motore è elevata e può influire sulle apparecchiature e sui materiali circostanti. Pertanto, in alcune applicazioni industriali, è opportuno valutare come evitare l'impatto negativo della temperatura del motore attraverso un'installazione corretta e una moderata riduzione della potenza.
2. Raffreddamento automatico con ventola IC411 (autoraffreddamento)
Il circuito integrato IC411 realizza il raffreddamento spostando l'aria attraverso la rotazione del motore stesso, e la velocità di movimento dell'aria è correlata alla velocità del motore.
3. Raffreddamento forzato a ventola IC416 (raffreddamento forzato o raffreddamento a ventola indipendente)
L'IC416 contiene una ventola azionata in modo indipendente, che garantisce un volume d'aria costante a prescindere dalla velocità del motore.
I modelli IC411 e IC416 sono metodi di raffreddamento spesso utilizzati per i motori asincroni a corrente alternata a bassa tensione, e la dissipazione del calore si ottiene soffiando aria sulle alette di raffreddamento presenti sulla superficie del motore tramite una ventola.
4. Raffreddamento ad acqua
Il calore generato dalle elevate perdite nel motore viene dissipato attraverso la superficie del motore nell'aria circostante. Quando il motore funziona in determinate condizioni, per evitare un eccessivo surriscaldamento di varie parti del motore, a volte sono presenti canali o tubi speciali riempiti d'acqua nelle parti più calde del motore, e l'aria circolante all'interno del motore cede il calore interno alla superficie raffreddata dall'acqua.
5. Raffreddamento ad idrogeno
Nelle macchine elettriche ad alta velocità, come i turbogeneratori, si utilizza il raffreddamento ad idrogeno. In un sistema chiuso, l'idrogeno gassoso, a una pressione superiore di diversi punti percentuali rispetto a quella atmosferica, viene fatto circolare internamente da una ventola integrata e poi attraversa, a turno, la parte del motore che genera calore e il radiatore a tubi raffreddato ad acqua.
6. Raffreddamento ad olio
In alcuni motori, le parti fisse, e persino le parti rotanti, vengono raffreddate dall'olio, che circola all'interno del motore e attraverso radiatori posti all'esterno del motore.
2. Classificazione dei motori in base al metodo di raffreddamento
(1) Il motore a raffreddamento naturale non utilizza metodi speciali per raffreddare le varie parti del motore e si affida solo alla rotazione del rotore stesso per muovere l'aria.
(2) La parte riscaldante del motore autoventilato viene raffreddata da una ventola incorporata o da un dispositivo speciale fissato alla parte rotante del motore.
(3) Motore ventilato esternamente (motore raffreddato ad aria) La superficie esterna del motore viene raffreddata dal vento generato dalla ventola montata sull'albero del motore e l'aria esterna non può entrare nella parte riscaldante all'interno del motore.
(4) La circolazione del fluido di raffreddamento del motore con apparecchiature di raffreddamento aggiuntive è generata da dispositivi speciali esterni al motore, come armadi di raffreddamento ad acqua, armadi di raffreddamento ad aria e ventilatori centrifughi a correnti parassite.
Data di pubblicazione: 24 ottobre 2023