CN112531977A - 一种轨道交通车辆牵引电机走行风相变散热系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种轨道交通车辆牵引电机走行风相变散热系统，包括电机，电机包括定子和外壳，包括：第一流道和第二流道，内有相变工质；第一流道沿定子的外侧周向设置，并吸收定子的热量，第二流道沿外壳的外侧周向设置，第一流道与第二流道之间设有连接流道，连接流道至少包括第一连接流道和第二连接流道，第一连接流道设于第二连接流道的上方。相变工质在两个流道内运动，将定子的热量带出去，通过走行风散热，实现两个流道之间的工质的循环，并在循环的过程中进行散热。两个流道不需要占用额外的空间，即可满足散热需求，同时，两个流道之间的工质循环，提高了散热效率。第二流道外设置散热件，增大散热面积，提高散热效果。
Description
技术领域
本发明涉及电机领域，尤其涉及一种轨道交通车辆牵引电机走行风相变散热系统。
背景技术
牵引电机是轨道交通车辆上的主要发热部件之一，对其进行有效散热，是保证其在一定温度范围内可靠工作，以及轨道交通车辆安全稳定运行的必要条件。
目前，轨道交通车辆上，对牵引电机的散热方式为风冷散热。但现有的散热方式存在散热效率低、牵引电机温度高等缺点。
发明内容
本发明提供一种轨道交通车辆牵引电机走行风相变散热系统，以解决上述问题。
一种轨道交通车辆牵引电机走行风相变散热系统，包括电机，所述电机包括定子和外壳，还包括：第一流道和第二流道，所述第一流道和第二流道内具有相变工质；
所述第一流道沿所述定子的外侧周向设置，所述第一流道内壁上设有毛细结构，所述毛细结构使所述第一流道内壁覆盖所述相变工质，所述第二流道沿所述外壳的外侧周向设置，所述第一流道与第二流道之间设有连接流道，所述连接流道至少包括第一连接流道和第二连接流道，所述第一连接流道设于所述第二连接流道的上方。
进一步地，所述定子外侧周向设有第一凹槽，所述第一流道设于所述第一凹槽内，所述外壳外侧周向设有第二凹槽，所述第二流道设于所述第二凹槽内，所述外壳径向设有连接口，所述连接流道设于所述连接口内。
进一步地，还包括空心的散热环，所述散热环包括第一散热环和第二散热环；
所述第一散热环套设于所述定子外，所述第一流道设于所述第一散热环内，所述第二散热环套设于所述外壳外，所述第二流道设于所述第二散热环内，所述第一散热环和第二散热环之间设有连接部，所述连接部至少包括第一连接部和第二连接部，所述第一连接部和第二连接部均径向设于所述第一散热环和第二散热环之间，所述第一连接部和第二连接部之间的连线经过所述散热环的圆心且垂直于水平面。
进一步地，所述定子外侧周向设有第一凹槽，所述第一散热环设于所述第一凹槽内，所述外壳外侧周向设有第二凹槽，所述第二散热环设于所述第二凹槽内，所述外壳径向设有连接口，所述连接部设于所述连接口内。
进一步地，所述第一散热环径向截面为矩形，所述矩形的三条边均与所述第一凹槽接触。
进一步地，所述第二流道外侧设有散热件，所述散热件具有圆柱面，所述圆柱面的轴线垂直于所述电机的轴线，所述散热件具有多个，多个散热件阵列排布于所述第一连接流道和第二连接流道之间。
进一步地，所述毛细结构为茸状翅纤维。
本发明公开的一种轨道交通车辆牵引电机走行风相变散热系统，采用双流道，第一流道为液体工质流道，吸收定子热量，并蒸发为气体工质，气体工质通过第一连接流道进入第二流道，在第二流道中释放热量，并冷凝为液体工质，然后通过第二连接流道回到第一流道。相变工质在两个流道内运动，将定子的热量带出去，通过走行风散热，实现两个流道之间的工质的循环，并在循环的过程中进行散热。两个流道不需要占用额外的空间，即可满足散热需求，同时，两个流道之间的工质循环，提高了散热效率。第二流道外设置散热件，增大散热面积，提高散热效果。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例1中公开的一种轨道交通车辆牵引电机走行风相变散热系统结构示意图；
图2为本发明实施例1中公开的一种轨道交通车辆牵引电机走行风相变散热系统结构主视图；
图3为图2中A-A视角剖视图；
图4为本发明实施例1中公开的散热环结构示意图；
图5为图4中B位置放大图；
图6为本发明实施例1中公开的定子结构示意图；
图7为本发明实施例1中公开的外壳结构示意图；
图8位本发明实施例2中公开的一种轨道交通车辆牵引电机走行风相变散热系统结构示意图。
图中：1、定子；2、外壳；3、第一流道；4、第二流道；5、第一连接流道；6、第二连接流道；7、第一凹槽；8、第二凹槽；9、连接口；10、散热环；11、第一散热环；12、第二散热环；13、第一连接部；14、第二连接部；15、散热件。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1：
如图1-3所示，一种轨道交通车辆牵引电机走行风相变散热系统，包括电机，所述电机包括定子1和外壳2，还包括：第一流道3和第二流道4，所述第一流道3和第二流道4内具有相变工质；
所述第一流道3沿所述定子1的外侧周向设置，用于吸收所述定子1的热量，所述第二流道4沿所述外壳2的外侧周向设置，所述第一流道3与第二流道4之间设有连接流道，所述连接流道至少包括第一连接流道5和第二连接流道6，所述第一连接流道5设于所述第二连接流道6的上方。
第一流道3、第一连接流道5、第二流道4和第二连接流道6形成封闭流道，流道内的工质在其中循环，并发生相变，在相变的过程中，在第一流道3内吸收定子1的热量，由液态变为气态，经由第一连接流道5进入第二流道4，在第二流道4内散热，由气态变为液态，经由第二连接流道6进入第一流道3，如此往复循环。
第一连接流道5设于第二连接流道6的上方，工质变为气态后，向上运动，通过第一连接流道5进入第二流道4，工质变为液态后，向下运动，经过第二连接流道6进入第一流道3。
如图4所示，还包括空心的散热环10，所述散热环10包括第一散热环11和第二散热环12；
所述第一散热环11套设于所述定子1外，所述第一流道3设于所述第一散热环11内，所述第二散热环12套设于所述外壳2外，所述第二流道4设于所述第二散热环12内，所述第一散热环11和第二散热环12之间设有连接部，所述连接部至少包括第一连接部13和第二连接部14，所述第一连接部13和第二连接部14均径向设于所述第一散热环11和第二散热环12之间，所述第一连接部13和第二连接部14之间的连线经过所述散热环的圆心且垂直于水平面。第一散热环11与定子1紧密接触，及时充分吸收定子1的热量，第二散热环12设于外壳2的外侧，与空气接触，走行风吹送至电机附近，带走第二散热环12上的热量。
第一连接部13处于电机外壳2最上部，第二连接部14处于电机外壳2最下部，使第一流道3和第二流道4大致分为两部分，每个部分大致为半圆形环状流道，工质在最上部的第一连接流道5进入第二流道4，可以向两侧流动，进行散热，同样，冷却的工质在最下部的第二连接流道6进入第一流道3，可以向两侧流动，进行吸热。
如图6所示，所述定子1外侧周向设有第一凹槽7，所述第一散热环11设于所述第一凹槽7内，如图7所示，所述外壳2外侧周向设有第二凹槽8，所述第二散热环12设于所述第二凹槽8内，所述外壳2径向设有连接口9，所述连接部设于所述连接口9内。
第一散热环11设于第一凹槽7内，增大第一散热环11与定子1的接触面积，使第一散热环11的吸热效率更高，同时节省空间，无需更改电机外壳2的尺寸。第二散热环12设于第二凹槽8内，可以使第二散热环12在散热时，将一部分热量传递给外壳2，通过外壳2散热，提高散热效果，同时，不改变外壳2的外形尺寸，避免电机安装尺寸变大，影响机车内布局。
所述第一散热环11径向截面为矩形，所述矩形的三条边均与所述第一凹槽7接触。第一凹槽7径向截面的形状与第一散热环11径向截面形状相同，第一散热环11嵌入第一凹槽7内，与定子1充分接触。
如图5所示，所述第二流道4外侧设有散热件15，所述散热件15具有圆柱面，所述圆柱面的轴线垂直于所述电机的轴线，所述散热件15具有多个，多个散热件15阵列排布于所述第一连接流道5和第二连接流道6之间。圆柱面大大增加了散热面积，散热件15之间留有空隙，供走行风通过，走行风通过的同时，带走热量。散热件15可以为实心柱体，也可以为空心柱体，空心柱体与第二流道4连通，气态工质进入散热件15后，进一步提高散热效果。
液态工质从第二连接流道6进入第一流道3，为了使液态工质更好的在第一流道3内吸收热量，第一流道3的内壁设有茸状翅纤维，使液态工质在第一流道3内上升，并吸收热量，变为气态工质。所述茸状翅纤维是用特制多齿刀具经切削法制成的表面粗糙的细丝状体，因刀具前刀面与成型面的挤压、摩擦，在纤维表面形成不规则的凸起或缺陷，以及大量的微小茸状翅片结构，丝体细长连续且具有较高强度和一定韧性，其翅片结构高度为纤维当量直径的5％～25％，所述茸状翅纤维层的孔隙率为60％～90％，茸状翅纤维的直径为150μm，茸状翅纤维在[中国发明]CN201720099916.6一种茸状翅纤维复合沟槽式异形热管中有详细说明，此处不再赘述。
本实施例中，茸状翅纤维可以反重力提升液态工质约150mm，在向流道内注入工质时，使注液后的液面距离定子最高点的距离小于150mm，定子处于低于液面的部分由液态工质直接散热，处于高于液面的部分由茸状纤维提升的体态工质进行散热，整个定子外周均可以传热给液态工质。
实施例2：
如图8所示，本实施例与实施例1不同的是，所述定子1外侧周向设有第一凹槽7，所述第一流道3设于所述第一凹槽7内，第一凹槽7可另设覆盖件，将第一流道3封闭，也可以利用所述外壳2，将第一凹槽7封闭。所述外壳2外侧周向设有第二凹槽8，所述第二流道4设于所述第二凹槽8内，所述外壳2径向设有连接口9，所述连接流道设于所述连接口9内。第一凹槽7与连接口9连通，连接口9与第二凹槽8连通，第二凹槽8外设有封闭件，将第二凹槽8封闭，封闭件外设有散热件15，提高散热效果。
本实施例无需增加散热环等部件，仅需对第一凹槽7、第二凹槽8进行封闭，利用凹槽内空间成为流道，避免散热环二次传热，散热效果更好。
本实施例需对第一凹槽7、第二凹槽8进行密封，避免工质泄露。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。
Claims (7)
1.一种轨道交通车辆牵引电机走行风相变散热系统，包括电机，所述电机包括定子和外壳，其特征在于，包括：第一流道和第二流道，所述第一流道和第二流道内具有相变工质；
所述第一流道沿所述定子的外侧周向设置，所述第一流道内壁上设有毛细结构，所述毛细结构使所述第一流道内壁覆盖所述相变工质，所述第二流道沿所述外壳的外侧周向设置，所述第一流道与第二流道之间设有连接流道，所述连接流道至少包括第一连接流道和第二连接流道，所述第一连接流道设于所述第二连接流道的上方。
2.根据权利要求1所述的一种轨道交通车辆牵引电机走行风相变散热系统，其特征在于，所述定子外侧周向设有第一凹槽，所述第一流道设于所述第一凹槽内，所述外壳外侧周向设有第二凹槽，所述第二流道设于所述第二凹槽内，所述外壳径向设有连接口，所述连接流道设于所述连接口内。
3.根据权利要求1所述的一种轨道交通车辆牵引电机走行风相变散热系统，其特征在于，还包括空心的散热环，所述散热环包括第一散热环和第二散热环；
所述第一散热环套设于所述定子外，所述第一流道设于所述第一散热环内，所述第二散热环套设于所述外壳外，所述第二流道设于所述第二散热环内，所述第一散热环和第二散热环之间设有连接部，所述连接部至少包括第一连接部和第二连接部，所述第一连接部和第二连接部均径向设于所述第一散热环和第二散热环之间，所述第一连接部和第二连接部之间的连线经过所述散热环的圆心且垂直于水平面。
4.根据权利要求3所述的一种轨道交通车辆牵引电机走行风相变散热系统，其特征在于，所述定子外侧周向设有第一凹槽，所述第一散热环设于所述第一凹槽内，所述外壳外侧周向设有第二凹槽，所述第二散热环设于所述第二凹槽内，所述外壳径向设有连接口，所述连接部设于所述连接口内。
5.根据权利要求4所述的一种轨道交通车辆牵引电机走行风相变散热系统，其特征在于，所述第一散热环径向截面为矩形，所述矩形的三条边均与所述第一凹槽接触。
6.根据权利要求1所述的一种轨道交通车辆牵引电机走行风相变散热系统，其特征在于，所述第二流道外侧设有散热件，所述散热件具有圆柱面，所述圆柱面的轴线垂直于所述电机的轴线，所述散热件具有多个，多个散热件阵列排布于所述第一连接流道和第二连接流道之间。
7.根据权利要求1所述的一种轨道交通车辆牵引电机走行风相变散热系统，其特征在于，所述毛细结构为茸状翅纤维。
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