1.3 隔爆电动机的冷却方式
隔爆电动机是普通卧式电机中的一种，所以，介绍一下卧式电机的冷却方式。在电机运行期间，内部各部件上的温度应始终保持在绝缘材料和金属材料所允许的限度以内，为此必须将运行时电机内部各部件上由于能量转换、电磁作用和机械转动摩擦所产生的损耗热，传递给周围运动的冷却介质（常规如空气、氢气、油、水或其他介质等）。为了保证大型卧式电机的冷却效果，通常进行整体密封处理，冷却介质还要将吸收的热量传递给专门的冷凝器，通过冷凝器内的热交换后，上述损耗才能转移到电机外。与立式电机相比，卧式电机的热负荷要高出许多，所以慎重选择、设计冷却方式对于卧式电机尤为重要。
一般冷却方式与电机的功率、尺寸、电磁负荷损耗密度有关，与冷却介质的物理性能参数及其与发热部件接触的方式有关，与电机所用的绝缘材料等级及金属材料的热物理性能有关，还与电机的效率、经济性和寿命有关。为了提高电磁负荷和材料的利用率，最好的途径是增大单机容量，这主要是依靠电机冷却技术的改进来实现的。比如中小型卧式电机绝大部分是采用强迫空气流动冷却电机，而在大型电机中，冷却方式随容量、转速、电压等级的不同而不同，经过生产实践长期累积基本上逐步形成了一定规律，由于不同国家、不同制造企业具体条件和生产水平的差异，大型电机冷却方式的划分又存在很大的差别。现以汽轮发电机为例，隔爆电动机与此类似，可以参考，世界各国针对不同电机容量已有冷却方式的划分情况，见表1-1。
表1-1 常用汽轮发电机冷却方式一览表
根据冷却介质的不同，卧式电机的冷却方式可以分成空气冷却、氢气冷却及水冷却等几种，这些均是发展比较成熟了的常规冷却方式。
（1） 空气冷却系统
一般小型异步电机多采用闭路循环系统，小型同步电机和直流电机及中型电机则采用开路循环系统。在风路设计上以轴向系统居多，也有采用的是径向和轴向混合的系统。不论采用何种风路系统，利用空气冷却的电机共同特点是，结构比较简单，成本较低，冷却效果较差，特别是在高速卧式电机中，引起的摩擦损耗很大，所以在我国50MW以上的电机很少使用空冷方式。但是，10MW以下电动机的大部分仍然主要采用空气冷却，而直流电机中，空冷几乎是其唯一的冷却方式。
（2） 氢气冷却系统
用氢气代替空气作为冷却介质，主要是因为氢气具备热导率大、密度小、不助燃、抑制电晕等优点。最初氢气冷却仅限于绕组表面，但绝缘层内的温度下降很小，这导致氢外冷冷却效果不十分理想。随后开始出现在实心铜线中加进若干根空心不锈钢管，让氢气从钢管中流过以导出铜线的热量，即定子氢内冷方式，还可以将绕组由实心铜线改为空心铜线制成。到目前为止，氢内冷电机形式繁多，现在世界各国生产的500MW以下汽轮发电机，氢冷占重要地位。但氢冷也有其不利一面，如需要增加专门的供氢设备和控制设备，进而增加了额外的投资与维修费用，其通风系统结构也较空冷系统复杂，而且在一定条件下，还可能发生爆炸。
（3） 水冷却系统
如果将水的电导率控制在一定的极限之内，水是非常好的冷却介质，它具有较大的质量热容和热导率。在大型电机中，用水冷却绕组时，是让水从制成空心的绕组铜线内流过，用水冷却铁芯时，在铁芯的轭部加装冷却水管来带走热量。但是，在上述的水系统中，一旦水发生泄漏，将极大威胁到电机的绝缘系统，导致恶性的故障。
上述三种冷却方式的冷却效果呈递级式增强，与之相应的是电机主要参数线负荷的增大、定转子电流密度也明显增加，表1-2给出的是卧式电机不同冷却方式下的热负荷。
表1-2 不同冷却方式卧式电机的热负荷
表中线负荷的变化对电机设计的总体水平意义重大，若线负荷增加，则交、直轴电抗即X'd、X'q、X″d增大，随之电机动态稳定性下降，为了弥补这种下降，在提高线负荷As的同时，气隙磁密Bδ也应提高，气隙长度也应增大，这样可以得到较高的电机利用系数，则在不增加材料的基础上可以提高单机容量，或者在同等容量等级下减小电机的主要尺寸与体积，这时电机定转子铜耗虽然相应增加，但只要强化冷却技术，能够使材料消耗降低，电机的效率也会提高。在以往的常规卧式电机中，相比较而言，全水冷所用的材料最少，氢-水冷次之，空冷电机消耗的材料最多。