水冷式电动机背后的驱动力

关于作者：PeterSvartsjö是ABB LV IEC Motors的客户经理，为海运客户提供支持。他在ABB拥有近26年的销售和营销经验。 Peter拥有瓦萨瑞典理工学院的工业管理学士学位。

水冷电机的各个位置都可以在船上找到。图片：ABB

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ABB的PeterSvartsjö讨论了水冷电机在需要兆瓦级功率的船舶应用中的优势，包括节省空间，提高能源效率和减少维护需求。

电动机在船舶上具有多种主要功能 - 从推进器和推进器到甲板处理设备，如绞车，锚和泵。这使得它们对船东和操作员来说至关重要，因为它们的可靠性和性能可以直接影响整艘船的平稳运行。

水冷和前进的方向
风冷电机是传统的选择，这意味着它们需要冷却空气在电机框架的冷却肋周围循环。然而，由于船用电动机通常安装在脏污和多尘的环境中，肋条之间的空间会被碎屑堵塞，从而降低其冷却效率。

如果没有定期清洁操作，电机会在越来越高的温度下开始运行。这会导致轴承和绕组等重要部件的磨损率增加。这需要额外的维护，在最坏的情况下会缩短电机寿命，导致过早的计划外故障。

相比之下，切换到不需要外部通风系统的水冷电机不仅可以降低资金成本，还可以减少安装空间 - 在船上可以为其他设备或更多货物腾出有用空间。还有一个进一步的好处，因为水冷电机可以紧密密封，防止灰尘或其他污染物的进入，这使其成为在苛刻的污垢负载条件下安装的理想选择。水冷电机的一些额外注意事项：

ABB提供的水冷电机示例。图片： ABB所需的清洁水：水冷电机的冷却方法只需稳定供应干净的“自来水”，以及冷却器，泵和管道系统来操作封闭式水冷回路以冷却电机框架和活动部件。由于电机独立于环境空气质量，因此能够长时间提供恒定，可预测和无故障的操作。没有框架冷却肋导致相对平滑的外部结构，这使得电机喷涂质量更高，并且与空气冷却设计相比显着减少了灰尘的积聚。如果灰尘积聚，它不会损害电机的冷却性能或被吸入其内部部件。

优化的生命周期成本：在相同的船舶应用中，水冷式电机通常可以改善风冷电机的生命周期成本。这主要是因为维修间隔时间更长，使用寿命更长，这主要是因为如果空气冷却系统的性能受到影响（例如灰尘积聚），轴承和绕组就不会出现过热现象。

运行更安静：在某些船舶应用中，特别是当船舶停靠时，噪音水平可能成为问题，特别是当多个电机在同一位置运行时。在风冷电机中，大部分噪音都是由风扇产生的。这意味着没有风扇的水冷电机将更加安静。

节省空间：有些空间可以非常珍贵，特别是在机房或其他甲板下应用中。水冷式电动机具有高功率密度（以每单位重量或体积的千瓦输出计）。因此，水冷式电动机可以在相当小的占地面积内提供与等效风冷电动机相同的输出。在某些情况下，可以进一步提高效率和节省空间，因为水冷却系统也可以与其他水冷设备一起使用，例如变速驱动器（VSD），否则它们需要自己供应冷却水。

新应用推动更高功率的设计
水冷电动机的使用本身并不新鲜。它们已经在海洋工业中部署了50多年，在空间稀缺且环境恶劣的灰尘，污垢和潮湿的特殊应用中。

然而，随着新型大型船舶的出现，随之而来的是对更高的发动机功率的需求。然而，对空间的限制和对安全可靠运行的要求仍然存在。这就是为什么船舶工业在推动高能量密度的兆瓦级电动机的发展方面发挥了作用的原因。

ABB的新型兆瓦电机
引领这一发展方向的是新型水冷M3LP 500，这是迄今为止ABB最大的低压（LV）水冷套管电机。在500帧尺寸的情况下，它可提供高达2兆瓦（MW）的输出，满足全球不断增长的功率需求，同时由于其优化的功率密度，最大限度地减少了安装占地面积。

与同类风冷电机相比，每千克提供更多功率，M3LP 500也减小了约20％。
M3LP 500的介质温度为38°C / 100°F，冷却介质流量为15 gpm。其内部冷却系统与大多数船用冷却回路兼容。因此，在部署电动机之前不需要特殊调整或其他耗时的配置工作。
新电机提供延长的维护间隔，因为它专门设计用于减少关键有源部件的维护需求。特别是，磨损敏感轴承始终保持冷却。这提高了可靠性，延长了维修间隔并延长了轴承使用寿命。使用标准化组件（包括轴承）可以快速轻松地进行更换。

电机的端盖易于拆卸和重新组装，简化了维护，同时减少了停机时间。迷宫式密封可防止湿气，灰尘或颗粒物的侵入，并减少电机有源部件的磨损。

M3LP电机刚刚开始其产品之旅。但是，有迹象表明它正在开放一些有趣的新应用。这些包括混合容器以及专用功能，例如在挖泥船上驱动喷水泵。