[实用新型]一种基于流体动力学的改进型电机通风散热结构

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种基于流体动力学的改进型电机通风散热结构，尤其涉及一种包含了基于流体动力学以及电磁学相结合的设计新思路的改进型电机通风散热结构，属于电机结构设计技术领域。 

背景技术

电机的通风散热结构设计与电机的温升关系极其密切。但是热量传播过程比较复杂,加上制造工艺中一些不稳定因素的影响,很难准确地对电机进行温升和通风计算；电机试验受试验手段和条件的限制,也较难准确获得电机内温度场和流场的分布状态。目前,美国商用流体动力学分析软件Fluent6.0能够模拟铁路牵引电机在稳态和瞬态等各种工况下内部流场和温度场的分布状态,对电机内空气的流动做出准确描述,对发热件和空气的热交换进行分析计算,具有网络估算法无法比拟的优点；同时可对电机的风扇冷却性能和噪声进行分析预测及结构优化。 

图1为现有电机通风散热结构示意图。其中，图中，1-出风口，2-转子铁心，3-定子铁心，4-定转子气隙，5-风扇，6-进风口。现有的电机散热结构如图1所示，采用径向不等距离心风扇结构，定、转子铁心上分别开有通风孔，冷却空气有3条通风路径，分别通过定子铁心、电机的气隙、转子铁心。通风散热结构计算：由于电机结构周期对称，选择其1/4部分作为分析对象，建立三维实体模型，计算得到，电机冷却空气总流量与通风总量不足，进口、出口风速不足；难以满足散热要求，需对通风散热结构进行改进。 

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种基于流体动力学以及电磁学相结合新思路设计的改进型电机通风散热结构。 

本实用新型改进的原理——电机的散热数值计算法： 

电机的通风散热一般有风扇自通风或外界强迫通风两种形式。空气作为冷却介质,在电机内作三维定常湍流流动。对此运用流体动力学分析软件Fluent6.0,采用其有限体积法中Simple算法和RNG k-ε湍流模型,使用结构化和非结构化混合网格划分技术,利用非耦合隐 式Segregated求解器进行求解计算。旋转流场模拟采用多重参考坐标系模型(MRF),边界条件为压力进出口条件,定、转子气隙滑移面参数计算用网格界面法(grid interface)。考虑分子粘滞力的影响,壁面区域采用壁面函数法处理。 

流体的三维定常湍流流动遵循以下控制方程 

连续方程：∂ρ∂t+∂∂x1(ρu1)=0---(1)]]>

式中，ρ——流体密度， 

u₁——流体速度沿i方向的速度，