El funcionamiento del motor consiste en una conversión mutua entre energía eléctrica y energía mecánica, y durante este proceso se producen inevitablemente algunas pérdidas. La gran mayoría de estas pérdidas se transforman en calor, lo que incrementa la temperatura de funcionamiento de los devanados, el núcleo de hierro y demás componentes del motor.
Los problemas de sobrecalentamiento del motor son frecuentes durante la investigación, el desarrollo y la producción de nuevos productos. La Sra. Shen ha presenciado numerosos casos en los que la temperatura del motor aumenta de forma escalonada, dificultando su estabilización durante las pruebas de tipo. Por ello, participó brevemente hoy en una charla sobre el método de refrigeración, la ventilación y la disipación de calor del motor, analizando la estructura de ventilación y refrigeración de diversos motores e intentando descubrir técnicas de diseño para evitar el sobrecalentamiento.
Dado que el material aislante utilizado en el motor tiene un límite de temperatura, la tarea de enfriar el motor es disipar el calor generado por las pérdidas internas del motor, de manera que el aumento de temperatura de cada parte del motor se mantenga dentro del rango especificado por la norma, y la temperatura interna se uniformice.
El motor suele utilizar gas o líquido como medio de refrigeración, siendo el aire y el agua los más comunes, lo que denominamos refrigeración por aire o por agua. La refrigeración por aire se utiliza habitualmente en sistemas totalmente cerrados y en sistemas abiertos; la refrigeración por agua se emplea comúnmente en sistemas con camisa de agua y en sistemas con intercambiador de calor.
La norma IEC60034-6 para motores de CA especifica y explica el método de refrigeración del motor, que está representado por el código IC:
Código del método de refrigeración = IC + código de disposición del circuito + código del medio de refrigeración + código del método de empuje
1. Métodos de enfriamiento comunes
1. Refrigeración natural IC01 (refrigeración superficial)
Por ejemplo, los servomotores compactos Siemens 1FK7/1FT7. Nota: La temperatura superficial de este tipo de motor es elevada, lo que puede afectar a los equipos y materiales circundantes. Por lo tanto, en algunas aplicaciones industriales, se debe considerar la posibilidad de evitar el impacto negativo de la temperatura del motor mediante una instalación adecuada y una reducción moderada de su potencia.
2. Refrigeración con ventilador propio IC411 (autoenfriamiento)
El circuito integrado IC411 logra la refrigeración mediante el movimiento del aire a través de la rotación del propio motor, y la velocidad de movimiento del aire está relacionada con la velocidad del motor.
3. Refrigeración por ventilador forzado del IC416 (refrigeración forzada o refrigeración por ventilador independiente)
El IC416 contiene un ventilador de accionamiento independiente, lo que garantiza un volumen de aire constante independientemente de la velocidad del motor.
Los métodos de refrigeración IC411 e IC416 se utilizan con frecuencia para motores asíncronos de CA de baja tensión, y la disipación del calor se consigue mediante la aplicación de aire a través de las aletas de refrigeración situadas en la superficie del motor con un ventilador.
4. Refrigeración por agua
El calor generado por las grandes pérdidas en el motor se disipa a través de su superficie hacia el aire circundante. Cuando el motor funciona bajo ciertas condiciones, para evitar el sobrecalentamiento de sus distintas partes, a veces se instalan canales o tuberías especiales llenos de agua en la zona más caliente del motor, y el aire que circula en su interior transfiere el calor interno a la superficie refrigerada por agua.
5. Refrigeración por hidrógeno
En máquinas eléctricas de alta velocidad, como los turbogeneradores, se utiliza refrigeración por hidrógeno. En un sistema cerrado, el gas hidrógeno, cuya presión es varios puntos porcentuales superior a la atmosférica, circula internamente mediante un ventilador incorporado y, a continuación, fluye sucesivamente a través de la parte del motor que genera calor y del enfriador de tubos refrigerado por agua.
6. Refrigeración del aceite
En algunos motores, las partes fijas, e incluso las partes giratorias, se enfrían mediante aceite, que circula por el interior del motor y a través de enfriadores colocados en el exterior del mismo.
2. Clasificación de motores según el método de refrigeración.
(1) El motor de refrigeración natural no utiliza métodos especiales para enfriar las distintas partes del motor, y solo se basa en la rotación del propio rotor para impulsar el aire.
(2) La parte calefactora del motor autoventilado se enfría mediante un ventilador incorporado o un dispositivo especial acoplado a la parte giratoria del motor.
(3) Motor ventilado externamente (motor refrigerado por soplado) La superficie exterior del motor se enfría mediante el viento generado por el ventilador montado en el eje del motor, y el aire exterior no puede entrar en la parte calefactora dentro del motor.
(4) La circulación del medio de refrigeración del motor con equipo de refrigeración adicional se genera mediante dispositivos especiales fuera del motor, como gabinetes de refrigeración por agua, gabinetes de refrigeración por aire y ventiladores centrífugos de corrientes parásitas.
Fecha de publicación: 24 de octubre de 2023