CN113933346A - 电机空冷器不同材质冷却管冷却效果对比试验方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了电机空冷器不同材质冷却管冷却效果对比试验方法，具体涉及机械设计领域，包括以下操作步骤：S1：实验器材的选择，S2：实验设备的选择；S3：将每组对比实验材料贯穿安装在所述实验箱内，三个钢管、铝管和铜管呈纵向间隙分布在同一个实验室内；S4：将九个发热模块分别安装在钢管、铝管和铜管上，用于对钢管、铝管和铜管进行加热，控制其初始温度。本发明利用发热模块制造不同电机发热性能，真实模拟了冷却管所处不同的发热工况，通过实验箱可以模拟使用状态下的环境温度，试验模拟包括多种发热工况、环境温度和冷却风风速以及不同长度、不同厚度冷却管的冷却性能，对比方式较为全面，从而使实验数据更具有说服性。
Description
技术领域
本发明涉及机械设计技术领域，更具体地说，本发明涉及电机空冷器不同材质冷却管冷却效果对比试验方法。
背景技术
就是利用动力带动叶轮转动，产生的涡流不断将空气吸入，冷空气与热管道接触后传递热量，将管道内的热物质冷却。空气冷却器是利用涡流管原理，主要是使用5.5～8bar的压缩空气源；压缩空气进入空气冷却器，能在一端产生冷气流(温度可下降-40℃)，在另一端产生热气流(最高温度可达120℃)，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。
专利申请公布号CN 107102027 A的发明专利公开了一种电机空冷器不同材质冷却管冷却效果对比试验方法，在一台电机上进行对比温升试验的时候，从冷却器的左端部看，所有冷却管采用等间距层层平铺的方式布置，不同材质冷却管的长度、直径和管壁厚度完全相同，从第一层冷却管布置开始依次按照钢管、铝管、铜管、钢管、铝管、铜管......的次序间隔布置，但是该方法忽略了外界因素以及不同电机的发热性能对冷却管性能的影响，对比方式较为单一，容易造成获取的实验数据具有一定的误差。
发明内容
为了克服现有技术的上述缺陷，本发明的实施例提供电机空冷器不同材质冷却管冷却效果对比试验方法，本发明所要解决的技术问题是：传统实验对比方式单一，导致获取的实验数据具有误差。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：电机空冷器不同材质冷却管冷却效果对比试验方法，包括以下操作步骤：
S1：实验器材的选择：每三个相同长度、内径和厚度的钢管、铝管和铜管构建一组实验材料，选取三组不同长度、内径和厚度的钢管、铝管和铜管构建三组对比实验材料；
S2：实验设备的选择：选取一个可以调节温度的实验箱、且实验箱内分隔出三个实验室，从左向右依次为低温实验室、常温实验室和高温实验室，一个设置有变频器的风机、以及九个发热模块和九个温度采集仪；
S3：将每组对比实验材料贯穿安装在所述实验箱内，三个钢管、铝管和铜管呈纵向间隙分布在同一个实验室内；
S4：将九个发热模块分别安装在钢管、铝管和铜管上，用于对钢管、铝管和铜管进行加热，控制其初始温度；
S5：将九个温度采集仪分别安装在钢管、铝管和铜管的出风口处，用于测量钢管、铝管和铜管出风口的平均出风温度差；
S6：通过调节变频器的频率来调节风速，测试在不同风速下冷却管的冷却性能；
S7：开启加热模块，调节钢管、铝管和铜管的初始温度，测试在不同初始温度下冷却管的冷却性能；
S8：调节实验箱的环境温度，测试在不同环境温度下冷却管的冷却性能。
在一个优选地实施方式中，在所述步骤S1中,第一组对比实验材料中钢管、铝管和铜管型号可以为长度1米、内径2厘米、厚度为0.8毫米；第二组对比实验材料中钢管、铝管和铜管型号为长度1米、内径3厘米、厚度为1毫米；第三组对比实验材料中钢管、铝管和铜管型号为长度2米、内径3厘米、厚度为1毫米。
在一个优选地实施方式中，在步骤S2中，九个发热模块可以分为三组，三组发热模块的发热功率均为750W。
在一个优选地实施方式中，第一组发热模块安装在第一组实验对比材料的钢管、铝管和铜管上，第二组发热模块安装在第二组实验对比材料的钢管、铝管和铜管上，第三组发热模块安装在第三组对比材料的钢管、铝管和铜管上。
在一个优选地实施方式中，在步骤S2中，分别以4m/s、8m/s、12m/s的风速下测试三组对比实验材料中冷却管的冷却性能。
在一个优选地实施方式中，在测试不同风速下钢管、铝管和铜管的冷却性能分析实验方法为，启动三组发热模块对钢管、铝管和铜管进行加热，加热至35，将实验箱的环境温度设置在常温数值，分别以4m/s、8m/s、12m/s的风速下测试三组对比实验材料中冷却管的冷却性能，通过温度采集仪采集出风口的温度数据。
在一个优选地实施方式中，在测试不同导热温度下钢管、铝管和铜管冷却性能分析实验方法为，启动三组发热模块第一组合第二组发热模块将钢管、铝管和铜管加热到30度，第三组发热模块将钢管、铝管和铜管加热到45度，将环境温度保持在常温定值，以8m/s的风速下测试三组对比实验材料中冷却管的冷却性能，通过温度采集仪采集出风口的温度数据。
在一个优选地实施方式中，在测试不同环境温度下钢管、铝管和铜管冷却性能分析实验方法为，启动三组发热模块将钢管、铝管和铜管加热到40度，第一环境温度为5，第二环境温度为5度，第三环境温度为25度，以8m/s的风速下测试三组对比实验材料中冷却管的冷却性能，通过温度采集仪采集出风口的温度数据。
在一个优选地实施方式中，在测试不同导热温度下钢管、铝管和铜管冷却性能分析时，还可以通过对比第二组对比实验材料和第一组实验材料，得出在相同温度不同内径和厚度时，散热管的冷却性能，通过对比第二组实验材料和第三组实验材料得出在不同温度下，不同长度即不同散热面积时，散热管的冷却性能。
在一个优选地实施方式中，在测试不同环境温度下钢管、铝管和铜管冷却性能分析时，还可以通过对比第一组实验材料和第二组实验材料，得出在相同环境温度下，相同长度不同内径和厚度散热管的散热性能，通过对比第二组实验材料和第三组实验材料，得出在不同环境温度下相同内径和直径不同长度即不同换热面时，散热管的冷却性能。
本发明的技术效果和优点：本发明利用发热模块制造不同电机发热性能，真实模拟了冷却管所处不同的发热工况，从而构建相适应的使用状态，通过实验箱可以模拟使用状态下的环境温度，试验模拟包括多种发热工况、环境温度和冷却风风速以及不同长度、不同厚度冷却管的冷却性能，对比方式较为全面，从而使实验数据更具有说服性。
具体实施方式
下面将结合本发明中的实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1：
本发明提供了电机空冷器不同材质冷却管冷却效果对比试验方法，包括以下操作步骤：
S1：实验器材的选择：每三个相同长度、内径和厚度的钢管、铝管和铜管构建一组实验材料，选取三组不同长度、内径和厚度的钢管、铝管和铜管构建三组对比实验材料；
S2：实验设备的选择：选取一个可以调节温度的实验箱、且实验箱内分隔出三个实验室，从左向右依次为低温实验室、常温实验室和高温实验室，一个设置有变频器的风机、以及九个发热模块和九个温度采集仪；
S3：将每组对比实验材料贯穿安装在所述实验箱内，三个钢管、铝管和铜管呈纵向间隙分布在同一个实验室内；
S4：将九个发热模块分别安装在钢管、铝管和铜管上，用于对钢管、铝管和铜管进行加热，控制其初始温度；
S5：将九个温度采集仪分别安装在钢管、铝管和铜管的出风口处，用于测量钢管、铝管和铜管出风口的平均出风温度差；
S6：通过调节变频器的频率来调节风速，测试在不同风速下冷却管的冷却性能；
S7：开启加热模块，调节钢管、铝管和铜管的初始温度，测试在不同初始温度下冷却管的冷却性能；
S8：调节实验箱的环境温度，测试在不同环境温度下冷却管的冷却性能。
在所述步骤S1中,第一组对比实验材料中钢管、铝管和铜管型号可以为长度1米、内径2厘米、厚度为0.8毫米；第二组对比实验材料中钢管、铝管和铜管型号为长度1米、内径3厘米、厚度为1毫米；第三组对比实验材料中钢管、铝管和铜管型号为长度2米、内径3厘米、厚度为1毫米，在步骤S2中，九个发热模块可以分为三组，三组发热模块的发热功率均为750W，第一组发热模块安装在第一组实验对比材料的钢管、铝管和铜管上，第二组发热模块安装在第二组实验对比材料的钢管、铝管和铜管上，第三组发热模块安装在第三组对比材料的钢管、铝管和铜管上，在步骤S2中，分别以4m/s、8m/s、12m/s的风速下测试三组对比实验材料中冷却管的冷却性能。
实施例2：
本发明提供了电机空冷器不同材质冷却管冷却效果对比试验方法，包括以下操作步骤：在测试不同风速下钢管、铝管和铜管的冷却性能分析实验方法为，启动三组发热模块对钢管、铝管和铜管进行加热，加热至35，将实验箱的环境温度设置在常温数值，通过变频器调节风机的工作风速，分别以4m/s、8m/s、12m/s的风速下测试三组对比实验材料中冷却管的冷却性能，通过温度采集仪采集出风口的温度数据，对所统计的数据进行分析，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，在实验后多次实验，通过改变三组发热模块对钢管、铝管和铜管进行加热的度数，加热至、55度、45度、40度、35度、30度、20度等不同范围，多次实验进行对比。
实施例3：
本发明提供了电机空冷器不同材质冷却管冷却效果对比试验方法，包括以下操作步骤：包括以下操作步骤：在测试不同导热温度下钢管、铝管和铜管冷却性能分析实验方法为，启动三组发热模块第一组合第二组发热模块将钢管、铝管和铜管加热到30度，第三组发热模块将钢管、铝管和铜管加热到45度，将环境温度保持在常温定值，以8m/s的风速下测试三组对比实验材料中冷却管的冷却性能，通过温度采集仪采集出风口的温度数据，在测试不同导热温度下钢管、铝管和铜管冷却性能分析时，还可以通过对比第二组对比实验材料和第一组实验材料，得出在相同温度不同内径和厚度时，散热管的冷却性能，通过对比第二组实验材料和第三组实验材料得出在不同温度下，不同长度即不同散热面积时，散热管的冷却性能，对所统计的数据进行分析，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，在实验后多次实验，通过改变三组发热模块对钢管、铝管和铜管进行加热的度数，加热至、40度、30度、20度等不同范围，以4m/s、6m/s、8m/s、10m/s、12m/s等不同范围进行实验，多次实验进行对比，还可以选择钢管、铝管和铜管型号可以为长度1米、内径2厘米、厚度为0.8毫米；第二组对比实验材料中钢管、铝管和铜管型号为长度1米、内径2厘米、厚度为0.8毫米；第三组对比实验材料中钢管、铝管和铜管型号为长度2米、内径3厘米、厚度为1毫米，长度2米、内径2.5厘米、厚度为1毫米等不同规格的实验材料进行多次实验。
实施例4：
本发明提供了电机空冷器不同材质冷却管冷却效果对比试验方法，包括以下操作步骤：在测试不同环境温度下钢管、铝管和铜管冷却性能分析实验方法为，启动三组发热模块将钢管、铝管和铜管加热到40度，第一环境温度为5，第二环境温度为5度，第三环境温度为25度，以8m/s的风速下测试三组对比实验材料中冷却管的冷却性能，通过温度采集仪采集出风口的温度数据，在测试不同环境温度下钢管、铝管和铜管冷却性能分析时，还可以通过对比第一组实验材料和第二组实验材料，得出在相同环境温度下，相同长度不同内径和厚度散热管的散热性能，通过对比第二组实验材料和第三组实验材料，得出在不同环境温度下相同内径和直径不同长度即不同换热面时，散热管的冷却性能，在实验后多次实验，通过改变三组发热模块对钢管、铝管和铜管进行加热的度数，加热至50度、40度、30度、20度等不同范围，以4m/s、6m/s、8m/s、10m/s、12m/s等不同范围，环境温度还可设置为；第一环境温度为-5，第二环境温度为5度，第三环境温度为15度、第一环境温度为-10，第二环境温度为0度，第三环境温度为15度等其他数据，进行多次实验，以获取相对稳定的实验数据。
综上所述，该电机空冷器不同材质冷却管冷却效果对比试验方法在使用时，利用发热模块制造不同电机发热性能，真实模拟了冷却管所处不同的发热工况，从而构建相适应的使用状态，通过实验箱可以模拟使用状态下的环境温度，试验模拟包括多种发热工况、环境温度和冷却风风速以及不同长度、不同厚度冷却管的冷却性能，对比方式较为全面，从而使实验数据更具有说服性。
最后：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.电机空冷器不同材质冷却管冷却效果对比试验方法，其特征在于：包括以下操作步骤：
S1：实验器材的选择：每三个相同长度、内径和厚度的钢管、铝管和铜管构建一组实验材料，选取三组不同长度、内径和厚度的钢管、铝管和铜管构建三组对比实验材料；
S2：实验设备的选择：选取一个可以调节温度的实验箱、且实验箱内分隔出三个实验室，从左向右依次为低温实验室、常温实验室和高温实验室，一个设置有变频器的风机、以及九个发热模块和九个温度采集仪；
S3：将每组对比实验材料贯穿安装在所述实验箱内，三个钢管、铝管和铜管呈纵向间隙分布在同一个实验室内；
S4：将九个发热模块分别安装在钢管、铝管和铜管上，用于对钢管、铝管和铜管进行加热，控制其初始温度；
S5：将九个温度采集仪分别安装在钢管、铝管和铜管的出风口处，用于测量钢管、铝管和铜管出风口的平均出风温度差；
S6：通过调节变频器的频率来调节风速，测试在不同风速下冷却管的冷却性能；
S7：开启加热模块，调节钢管、铝管和铜管的初始温度，测试在不同初始温度下冷却管的冷却性能；
S8：调节实验箱的环境温度，测试在不同环境温度下冷却管的冷却性能。
2.根据权利要求1所述的电机空冷器不同材质冷却管冷却效果对比试验方法，其特征在于：在所述步骤S1中,第一组对比实验材料中钢管、铝管和铜管型号可以为长度1米、内径2厘米、厚度为0.8毫米；第二组对比实验材料中钢管、铝管和铜管型号为长度1米、内径3厘米、厚度为1毫米；第三组对比实验材料中钢管、铝管和铜管型号为长度2米、内径3厘米、厚度为1毫米。
3.根据权利要求1所述的电机空冷器不同材质冷却管冷却效果对比试验方法，其特征在于：在所述步骤S2中，九个发热模块可以分为三组，三组发热模块的发热功率均为750W。
4.根据权利要求3所述的电机空冷器不同材质冷却管冷却效果对比试验方法，其特征在于：第一组发热模块安装在第一组实验对比材料的钢管、铝管和铜管上，第二组发热模块安装在第二组实验对比材料的钢管、铝管和铜管上，第三组发热模块安装在第三组对比材料的钢管、铝管和铜管上。
5.根据权利要求1所述的电机空冷器不同材质冷却管冷却效果对比试验方法，其特征在于：在所述步骤S2中，分别以4m/s、8m/s、12m/s的风速下测试三组对比实验材料中冷却管的冷却性能。
6.根据权利要求5所述的电机空冷器不同材质冷却管冷却效果对比试验方法，其特征在于：在测试不同风速下钢管、铝管和铜管的冷却性能分析实验方法为，启动三组发热模块对钢管、铝管和铜管进行加热，加热至35，将实验箱的环境温度设置在常温数值，分别以4m/s、8m/s、12m/s的风速下测试三组对比实验材料中冷却管的冷却性能，通过温度采集仪采集出风口的温度数据。
7.根据权利要求4所述的电机空冷器不同材质冷却管冷却效果对比试验方法，其特征在于：在测试不同导热温度下钢管、铝管和铜管冷却性能分析实验方法为，启动三组发热模块第一组合第二组发热模块将钢管、铝管和铜管加热到30度，第三组发热模块将钢管、铝管和铜管加热到45度，将环境温度保持在常温定值，以8m/s的风速下测试三组对比实验材料中冷却管的冷却性能，通过温度采集仪采集出风口的温度数据。
8.根据权利要求1所述的电机空冷器不同材质冷却管冷却效果对比试验方法，其特征在于：在测试不同环境温度下钢管、铝管和铜管冷却性能分析实验方法为，启动三组发热模块将钢管、铝管和铜管加热到40度，第一环境温度为5，第二环境温度为5度，第三环境温度为25度，以8m/s的风速下测试三组对比实验材料中冷却管的冷却性能，通过温度采集仪采集出风口的温度数据。
9.根据权利要求7所述的电机空冷器不同材质冷却管冷却效果对比试验方法，其特征在于：在测试不同导热温度下钢管、铝管和铜管冷却性能分析时，还可以通过对比第二组对比实验材料和第一组实验材料，得出在相同温度不同内径和厚度时，散热管的冷却性能，通过对比第二组实验材料和第三组实验材料得出在不同温度下，不同长度即不同散热面积时，散热管的冷却性能。
10.根据权利要求8所述的电机空冷器不同材质冷却管冷却效果对比试验方法，其特征在于：在测试不同环境温度下钢管、铝管和铜管冷却性能分析时，还可以通过对比第一组实验材料和第二组实验材料，得出在相同环境温度下，相同长度不同内径和厚度散热管的散热性能，通过对比第二组实验材料和第三组实验材料，得出在不同环境温度下相同内径和直径不同长度即不同换热面时，散热管的冷却性能。
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115308594A (zh) * | 2022-08-08 | 2022-11-08 | 南昌三瑞智能科技有限公司 | 一种快速验证电机内散热构造性能的实验装置及测试方法 |
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2021
- 2021-11-11 CN CN202111330829.4A patent/CN113933346A/zh active Pending
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115308594A (zh) * | 2022-08-08 | 2022-11-08 | 南昌三瑞智能科技有限公司 | 一种快速验证电机内散热构造性能的实验装置及测试方法 |
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