一种内点阵外散热片结合的高效散热电机机座的制作方法

1.本发明涉及牵引电机的散热领域，具体为一种内点阵外散热片结合的高效散热电机机座。


背景技术：

2.牵引电机作为动力源被广泛应用于高铁、城轨等大型交通工具上，随着中国铁路不断提速，对电机小型化、轻量化、高功率密度提出越来越高的要求。牵引电机将电能转化为动能的过程中，由于铜耗、铁耗和机械损耗会产生大量的热，大部分热量通过强迫通风的方式被带走，如何设计合理的散热结构对目前牵引电机发展至关重要。
3.传统的风冷电机通过给机座增加散热筋、增加电机通风量、扩大电机定子铁心和转子铁心通风孔的换热面积等方式实现散热。增加散热筋和通风孔虽然可以提高机座的散热能力，但导致机座的材料用量增加，增大了机座重量。
4.现有的牵引电机机座内壁通常为直筋，直筋与定子铁心过盈配合，直筋和直筋之间形成直线型通腔，内部热量通过外界风从通腔、定子和转子之间气隙带走。比如cn 208046370 u专利，其公开了一种具备内外流通腔的高效散热的电机机座，该机座本体内部中空，采用机座筋支撑定子铁心，在机座外壁焊有散热片，其内外流通腔均为直线型，但是该机座具有如下缺陷：电机机座本体内部均为直线型通腔，其散热效果有限，无法产生二次流，促进冷热流体混合；而且现有技术方案大多通过增加散热面积从而实现更好的散热效果，因此对机座减重有待改善。基于上述现有技术，需要设计一种既可以提高散热效果，又可以使机座重量不至于过大的牵引电机机座。


技术实现要素：

5.本发明为了解决现有技术中牵引电机机座为了提高散热能力，却使机座重量增大的问题，提供了一种改进的内点阵外散热片结合的高效散热电机机座。
6.本发明是通过如下技术方案来实现的：一种内点阵外散热片结合的高效散热电机机座，包括牵引电机的机座，所述机座呈圆柱筒状，内侧形成贯通的内腔，所述机座内腔的内壁上沿周向均布有四块加强筋板，所述加强筋板为弧状板，且与定子铁心和机座相匹配；相邻的加强筋之间设有与加强筋板等高的水滴型扰流点阵，所述水滴型扰流点阵由多个水滴形扰流点沿机座的轴向错排或顺排均匀整齐布置，所述水滴形扰流点的小头端朝向电机出风侧、大头端朝向电机进风侧，所述加强筋板位于电机出风侧的端部设有用于卡住定子铁心的定位凸台ⅰ，所述水滴型扰流点阵位于电机出风侧边缘处的水滴形扰流点也设有用于卡住定子铁心的定位凸台ⅱ；所述机座的外壁设有多个吊耳和连接固定座，所述机座的外壁还设有散热片。
7.本发明所设计的一种内点阵外散热片结合的高效散热电机机座，目的是将传统牵引电机机座内壁直筋改为水滴型扰流点阵，在机座外壁上布置环形散热片，采用这些措施的目的是为了增大机座散热面积，提高换热能力；还可以降低机座重量，同时直线型通腔改
为扰流点阵结构，可以产生二次流，促进冷热流体混合，进一步提高散热能力。该电机的机座为主体，机座通常呈圆柱筒状，内侧形成贯通的内腔，一侧为进风侧，另一侧为出风侧，机座内腔的内壁上沿周向均布有四块加强筋板，用于增加机座本体的强度，加强筋板为弧状板，且与定子铁心和机座相匹配，是为了增加定子铁心与机座配合面积。相邻的加强筋之间设有与加强筋板等高的水滴型扰流点阵，这样就可以产生二次流，水滴型扰流点阵由多个水滴形扰流点沿机座的轴向错排或顺排均匀整齐布置，水滴形扰流点的小头端朝向电机出风侧、大头端朝向电机进风侧，也就是空气来流方向为从水滴大头端流向水滴小头端。加强筋板位于电机出风侧的端部设有用于卡住定子铁心的定位凸台ⅰ，水滴型扰流点阵位于电机出风侧边缘处的水滴形扰流点也设有用于卡住定子铁心的定位凸台ⅱ，这样加强筋板和水滴型扰流点阵都可以适应性的卡住定子铁心。在机座的外壁设有多个吊耳和连接固定座，用于电机搬运和车体安装；机座的外壁还设有散热片，散热片用于给整个机座散热，而且根据机座安装的方向不同，散热片的固定方式也不同，不管是哪种固定方式，均可以起到散热的目的。本发明具体操作为：根据不同的安装方式，首先确定散热片的固定安装方式并进行制作，然后将机座固定安装在车辆的相应位置，当电机工作时，风从进风侧向出风侧流动，散热片起一定的散热作用，机座内壁的水滴型扰流点阵在风进入时，产生二次流，促进冷热流体混合，与散热片一同起到散热换热作用，提高了电机的散热能力。
8.优选的，所述加强筋板的高度为20mm，所呈弧状板的圆心角为25
º
，所述加强筋板端部的定位凸台ⅰ的高度为8mm，所述水滴型扰流点阵的高度也为20mm，位于电机出风侧边缘处的水滴形扰流点的定位凸台ⅱ的高度也为8mm。
9.优选的，当机座的轴向与车运行方向一致进行安装时，所述散热片呈翅片状，且沿机座外壁周向等角度间隔均匀布置；进一步的，相邻散热片之间的角度间隔为6
º
，且散热片厚度渐变，所述散热片与机座外壁连接的部分最厚，最厚处厚度为5mm，所述散热片的径向高度为25mm。
10.优选的，当机座的轴向与车轴方向一致进行安装时，所述散热片为环形散热片，且沿机座外壁轴向等距均匀布置；进一步的，相邻散热片之间的距离为间隔30mm，且散热片轴向厚度为5mm、径向高度为25mm。
11.优选的，所述机座的本体使用高强度球墨铸铁铸造而成。
12.与现有技术相比本发明具有以下有益效果：本发明所提供的一种内点阵外散热片结合的高效散热电机机座，定子铁心与机座的接触面积增加了10%，进一步加强定子铁心与机座之间的配合；机座重量减轻了10%，节省了原材料；散热面积增加了10%，增强了机座的散热能力；而且将增强对流换热的水滴形扰流点阵和增大散热面积的散热筋组合，在减轻牵引电机重量的同时增强了电机的散热能力；机座外壁的散热片的排布方式可以根据电机在机车上的具体安装方向进行改变制造。
附图说明
13.图1为本发明实施例1的结构示意图。
14.图2为本发明的机座轴向剖面图。
15.图3为本发明机座加强筋圆心角示意图。
16.图4为本发明空气冲刷水滴型扰流点阵时的来流方向示意图。
17.图5为本发明实施例2的结构示意图。
18.图中标记如下：1-机座，2-加强筋板，3-定位凸台ⅰ，4-水滴型扰流点阵，5-定位凸台ⅱ，6-散热片，7-吊耳，8-连接固定座，401-水滴形扰流点。
具体实施方式
19.以下结合具体实施例对本发明作进一步说明。
20.实施例1一种内点阵外散热片结合的高效散热电机机座，电机轴向与车辆车轴方向一致。如图1所示：包括牵引电机的机座1，所述机座1呈圆柱筒状，内侧形成贯通的内腔，所述机座1内腔的内壁上沿周向均布有四块加强筋板2，所述加强筋板2为弧状板，且与定子铁心和机座1相匹配；相邻的加强筋2之间设有与加强筋板2等高的水滴型扰流点阵4，所述水滴型扰流点阵4由多个水滴形扰流点401沿机座1的轴向错排或顺排均匀整齐布置，所述水滴形扰流点401的小头端朝向电机出风侧、大头端朝向电机进风侧，所述加强筋板2位于电机出风侧的端部设有用于卡住定子铁心的定位凸台ⅰ3，所述水滴型扰流点阵4位于电机出风侧边缘处的水滴形扰流点401也设有用于卡住定子铁心的定位凸台ⅱ5；所述机座1的外壁设有多个吊耳7和连接固定座8，所述机座1的外壁还设有散热片6。
21.本实施例采用了如下优选方案：所述机座1的本体使用高强度球墨铸铁铸造而成；所述加强筋板2的高度为20mm，所呈弧状板的圆心角θ为25
º
，所述加强筋板2端部的定位凸台ⅰ3的高度为8mm，所述水滴型扰流点阵4的高度也为20mm，位于电机出风侧边缘处的水滴形扰流点401的定位凸台ⅱ5的高度也为8mm；相邻的加强筋板2之间沿周向均匀布置13列水滴形扰流点列，每列由12个水滴形扰流点401构成，而且相邻的水滴形扰流点列沿轴向错排布置。机座1沿车轴方向通过连接固定座8安装于车架上，所述散热片6为环形散热片，且沿机座外壁轴向等距均匀布置；相邻散热片6之间的距离为间隔30mm，且散热片6轴向厚度为5mm、径向高度为25mm。
22.本实施例具体操作为：将机座1沿车轴方向通过多个连接固定座8安装于车架上，且使定位凸台ⅰ3和定位凸台ⅱ5卡住定子铁心，当电机工作时，风从进风侧向出风侧流动，环形的散热片6有一定的散热作用，同时机座1内壁错排布置的水滴型扰流点阵4在风进入时，产生二次流，促进冷热流体混合，与散热片6一同起到散热换热作用，提高了电机的散热能力。
23.实施例2一种内点阵外散热片结合的高效散热电机机座，电机轴向与车辆纵向方向一致，电机一端采用强迫通风。如图2所示：包括牵引电机的机座1，所述机座1呈圆柱筒状，内侧形成贯通的内腔，所述机座1内腔的内壁上沿周向均布有四块加强筋板2，所述加强筋板2为弧状板，且与定子铁心和机座1相匹配；相邻的加强筋2之间设有与加强筋板2等高的水滴型扰流点阵4，所述水滴型扰流点阵4由多个水滴形扰流点401沿机座1的轴向错排或顺排均匀整齐布置，所述水滴形扰流点401的小头端朝向电机出风侧、大头端朝向电机进风侧，所述加强筋板2位于电机出风侧的端部设有用于卡住定子铁心的定位凸台ⅰ3，所述水滴型扰流点阵4位于电机出风侧边缘处的水滴形扰流点401也设有用于卡住定子铁心的定位凸台ⅱ5；所述机座1的外壁设有多个吊耳7和连接固定座8，所述机座1的外壁还设有散热片6。
24.本实施例采用了如下优选方案：所述机座1的本体使用高强度球墨铸铁铸造而成；所述加强筋板2的高度为20mm，所呈弧状板的圆心角θ为25
º
，所述加强筋板2端部的定位凸台ⅰ3的高度为8mm，所述水滴型扰流点阵4的高度也为20mm，位于电机出风侧边缘处的水滴形扰流点401的定位凸台ⅱ5的高度也为8mm；相邻的加强筋板2之间沿周向均匀布置13列水滴形扰流点列，每列由12个水滴形扰流点401构成，而且相邻的水滴形扰流点列沿轴向顺排布置。电机轴向与车辆纵向方向一致，机座1外壁的散热片6呈翅片状，且沿机座外壁周向等角度间隔均匀布置；相邻散热片6之间的角度间隔为6
º
，且散热片6厚度渐变，所述散热片6与机座外壁连接的部分最厚，最厚处厚度为5mm，所述散热片6的径向高度为25mm。
25.本实施例具体操作为：将机座1沿车轴方向通过多个连接固定座8安装于车架上，且使定位凸台ⅰ3和定位凸台ⅱ5卡住定子铁心，当电机工作时，风从进风侧向出风侧流动，翅片状的散热片6首先有一定的散热作用，同时机座1内壁顺排布置的水滴型扰流点阵4在风进入时，产生二次流，促进冷热流体混合，与散热片6一同起到散热换热作用，提高了电机的散热能力。
26.本发明要求保护的范围不限于以上具体实施方式，而且对于本领域技术人员而言，本发明可以有多种变形和更改，凡在本发明的构思与原则之内所作的任何修改、改进和等同替换都应包含在本发明的保护范围之内。