自扇冷式牵引电机风扇性能优化

郑国丽,申 政,崔 可,何维林

(中车株洲电机有限公司，湖南 株洲 412001)

0 引 言

自扇冷式牵引电机不需要额外的动力装置，将定子、转子所处的内部空间作为封闭结构，使用电机直驱的外部风扇提供冷却介质对电机进行冷却。电机内部全封闭可避免外界环境(包括灰尘、空气中的污染物以及雨水等)的影响，降低电机维护频率和维护成本。该冷却方式常用于对防护等级要求较高的永磁电机[1-3]。全封闭自扇冷式牵引电机风扇性能直接影响电机的冷却效果、噪声以及效率等技术指标。因此，风扇性能优化设计对提升此类电机的性能尤为关键。

国内外很多学者对风扇的流动特性和气动噪声进行了较为全面和深入的研究。Ramakrishna等[4]采用数值模拟与试验方法分别研究了前向、径向与后向叶轮的性能与噪声。汤黎明[5]对工程机械冷却风扇的流动特性与气动噪声进行了研究，结果表明针对风扇装置整体进行结构改动有较好的降噪效果。Sorguven等[6]采用神经网络方法，以在满足额定压升的条件下风扇噪声最小为目标，对风扇叶片进行了优化，并通过试验验证了优化的有效性。周洪发[7]通过对系列电机风扇特性的分析，设计了超高效率三相异步电动机专用风扇。朱传敏等[8]基于计算流体力学(CFD)方法，对风扇进行了流场分析，研究了风扇结构对风扇性能的影响。综观上述研究可知，风扇优化可提高电机效率、降低电机噪声。

本文以某自扇冷式牵引电机风扇为例，对风扇的风量、效率以及气动噪声等性能参数进行分析，通过改进风扇结构提高风扇性能，为风扇的优化设计提供理论参考。……