[實用新型]一種帶鋸齒形板的散熱裝置及具有該散熱裝置的高功率密度永磁電機

有效

• 申請號: 201821417569.8
• 申請日: 2018-08-31
• 公開（公告）號: CN208862696U
• 公開（公告）日: 2019-05-14
• 發明（設計）人: 陳威;洪邦光;吳桂初
• 申請（專利權）人: 溫州大學
• 主分類號: H02K9/08
• 分類號: H02K9/08
• 代理公司: 溫州名創知識產權代理有限公司 33258
• 代理人: 陳加利

本實用新型提供一種帶鋸齒形板的散熱裝置，包括供氣體流過的若干風道，風道內設置有至少一個安裝室。安裝室中設置有鋸齒形板，所述鋸齒形板包括有若干個散熱板，若干散熱板首尾相連形成鋸齒狀結構。鋸齒形板抵接設置于安裝室中，散熱板上端與安裝室上側面相抵接，散熱板下端與安裝室下側面相抵接，優選方案中安裝室上側面與安裝室下側面之間的距離為15mm，散熱板數量為10個，散熱板厚度為3mm。本方案利用了鋸齒形狀的散熱板，在特定的列車轉向架空間和電機入口通風條件的前提下，帶來了理想的散熱效果。

技術領域

本實用新型涉及機械制造領域，尤其涉及一種帶鋸齒形板的散熱裝置及具有該散熱裝置的高功率密度永磁電機。

背景技術

永磁電機具有高功率密度、高效、低噪聲和低維護成本的特點，因而非常適合用做高速列車的牽引電機，高速列車的應用需求將牽引電機的電磁性能推向極致，使得電機的熱管理成為了關鍵挑戰。電機的散熱結構設計不僅僅要保證牽引系統的正常運行，還要給高速鐵路應用的長壽命工作時長留出足夠的安全閾值。

尤其是應用于中國高速軌道列車，如應用于CRH380A列車的600千瓦永磁牽引電機，其功率密度高于1KW/Kg，對于電機的散熱設計要求極高。牽引電機的散熱設計需要在電磁和散熱性能上找到一個平衡點。良好的電磁設計能提高電機的功率密度，導致單位體積的熱量更大，即對散熱能力的要求更高。良好的散熱設計能夠保證繞組和永磁體等溫度敏感元件的溫度不超過絕緣等級的閾值溫度和居里溫度之下。

目前電機的散熱裝置中往往包含若干風道，冷卻空氣進入電機后，通過風道，與電機內部空氣發生熱交換，從而實現電機內部的散熱效果。在特定的列車轉向架空間和電機入口通風條件的前提下，這樣的設計所帶來的散熱效果不理想，無法滿足高功率密度永磁電機的散熱需求。

實用新型內容

本實用新型旨在提供一種帶鋸齒形板的散熱裝置，不僅擁有良好的對流換熱功能，且散熱性能能夠滿足高功率密度永磁電機的需求。此外，本實用新型還提供一種具有該散熱裝置的高密度永磁電機。

一種帶鋸齒形板的散熱裝置，包括供氣體流過的若干風道，風道內設置有至少一個安裝室。安裝室中設置有鋸齒形板，所述鋸齒形板包括有若干個散熱板，若干散熱板首尾相連形成鋸齒狀結構。

采用這樣的結構以后：鋸齒形板的設置增大了與冷卻空氣的接觸面積，增加了熱交換，從而起到了更好的散熱效果。此外，鋸齒形板還能降低永磁體和端部繞組的最大溫升值，從而提高電機的熱性能。

為進一步完善上述方案，本實用新型進一步設置為：散熱板厚度為1-3mm。

更厚的散熱板通過增大傳導路徑的面積，增強了傳導傳熱，同時也減小了冷卻空氣的通路面積。而選取合適的散熱板厚度，能夠平衡傳導傳熱的增大值和對流傳熱的減小值，以達到最佳的效果。

本實用新型進一步設置為，每個安裝室中至少包含6個散熱板。

本實用新型進一步設置為，鋸齒形板抵接設置于安裝室中，所述散熱板上端與安裝室上側面相抵接，所述散熱板下端與安裝室下側面相抵接。安裝室上側面與安裝室下側面之間的距離至少為13cm。

采用這樣的結構是因為，數量較多的散熱板和提高安裝室上側面與安裝室下側面之間的距離能夠提高散熱效果。

本實用新型進一步設置為，鋸齒形板與抵接設置于安裝室中，所述散熱板上端與安裝室上側面相抵接，所述散熱板下端與安裝室下側面相抵接，所述上安裝室側面與安裝室下側面之間的距離為15mm，所述散熱板數量為10個，所述散熱板厚度為3m。

在上一方案基礎上進一步優化，散熱裝置一共設置風道16個，相鄰風道間形成的角度為22.5度。

采用這樣的結構是因為，此方案是平衡多方影響，并在特定的轉向架空間和電機入口通風條件的前提下，所選擇的最優方案。