[實用新型]一種基于流體動力學的改進型電機通風散熱結構

有效

• 申請號: 201320225283.0
• 申請日: 2013-04-27
• 公開（公告）號: CN203387356U
• 公開（公告）日: 2014-01-08
• 發明（設計）人: 郝建紅;范杰清;宋子賢;喻宇;賓虹;江蘇娜
• 申請（專利權）人: 華北電力大學
• 主分類號: H02K9/04
• 分類號: H02K9/04;H02K1/20
• 代理公司: 北京眾合誠成知識產權代理有限公司 11246
• 代理人: 薄觀玖

技術領域

本實用新型涉及一種基于流體動力學的改進型電機通風散熱結構，尤其涉及一種包含了基于流體動力學以及電磁學相結合的設計新思路的改進型電機通風散熱結構，屬于電機結構設計技術領域。?

背景技術

電機的通風散熱結構設計與電機的溫升關系極其密切。但是熱量傳播過程比較復雜,加上制造工藝中一些不穩定因素的影響,很難準確地對電機進行溫升和通風計算；電機試驗受試驗手段和條件的限制,也較難準確獲得電機內溫度場和流場的分布狀態。目前,美國商用流體動力學分析軟件Fluent6.0能夠模擬鐵路牽引電機在穩態和瞬態等各種工況下內部流場和溫度場的分布狀態,對電機內空氣的流動做出準確描述,對發熱件和空氣的熱交換進行分析計算,具有網絡估算法無法比擬的優點；同時可對電機的風扇冷卻性能和噪聲進行分析預測及結構優化。?

圖1為現有電機通風散熱結構示意圖。其中，圖中，1-出風口，2-轉子鐵心，3-定子鐵心，4-定轉子氣隙，5-風扇，6-進風口。現有的電機散熱結構如圖1所示，采用徑向不等距離心風扇結構，定、轉子鐵心上分別開有通風孔，冷卻空氣有3條通風路徑，分別通過定子鐵心、電機的氣隙、轉子鐵心。通風散熱結構計算：由于電機結構周期對稱，選擇其1/4部分作為分析對象，建立三維實體模型，計算得到，電機冷卻空氣總流量與通風總量不足，進口、出口風速不足；難以滿足散熱要求，需對通風散熱結構進行改進。?

實用新型內容

本實用新型的目的在于提供一種基于流體動力學以及電磁學相結合新思路設計的改進型電機通風散熱結構。?

本實用新型改進的原理——電機的散熱數值計算法：?

電機的通風散熱一般有風扇自通風或外界強迫通風兩種形式。空氣作為冷卻介質,在電機內作三維定常湍流流動。對此運用流體動力學分析軟件Fluent6.0,采用其有限體積法中Simple算法和RNG?k-ε湍流模型,使用結構化和非結構化混合網格劃分技術,利用非耦合隱?式Segregated求解器進行求解計算。旋轉流場模擬采用多重參考坐標系模型(MRF),邊界條件為壓力進出口條件,定、轉子氣隙滑移面參數計算用網格界面法(grid?interface)。考慮分子粘滯力的影響,壁面區域采用壁面函數法處理。?

流體的三維定常湍流流動遵循以下控制方程?

連續方程：∂ρ∂t+∂∂x1(ρu1)=0---(1)]]>

式中，ρ——流體密度，?

u₁——流體速度沿i方向的速度，?