[發明專利]高速交流客運機車用變頻調速異步牽引電動機

有效

• 申請號: 200910074659.0
• 申請日: 2009-06-02
• 公開（公告）號: CN101588117A
• 公開（公告）日: 2009-11-25
• 發明（設計）人: 尚詩賢;魏榮斌;張培軍
• 申請（專利權）人: 永濟新時速電機電器有限責任公司
• 主分類號: H02K17/30
• 分類號: H02K17/30;H02K17/02
• 代理公司: 山西太原科衛專利事務所
• 代理人: 朱 源

技術領域

本發明涉及電機，特別涉及大功率、高轉速、高電壓異步牽引電動機，具體為一種高速交流客運機車用變頻調速異步牽引電動機。

背景技術

為了適應中國鐵路跨越式發展要求，鐵路機車采用交流電傳動技術是技術發展的必然趨勢。異步牽引電動機是交流電傳動機車中的關鍵部件和裝置。交流電傳動機車以變頻調速異步牽引電動機為動力，通過齒輪箱驅動機車輪對。因此，高速鐵路客運機車需要高轉速的牽引電動機，而同時要輸出與貨運機車相當的轉矩，這就要求客運機車牽引電機比貨運機車電機輸出更大的功率。由于設計時考慮配電的影響，希望電流小時電壓就可以升的很高，因此，交流高速客運機車就需要一種大功率、高轉速、高電壓的變頻調速異步牽引電動機。而我國還沒有200km/h高速交流客運電力機車，主要是由于機車牽引電機的功率還沒有能達到1640kW(高速交流客運電力機車電機所需達到的功率)的電機；同時該電機在驅動200km/h高速交流客運電力機車時電壓需要提升至2942V，最高轉速需提升至3821r/min。目前在有關的電機基礎理論及其它實用文獻中，涉及大功率、高轉速、高電壓的客運交流電傳動電力機車用變頻調速異步牽引電動機結構方面的文獻報道幾乎沒有。

發明內容

本發明為了解決現在沒有一種大功率、高轉速、高電壓的電動機，而現有電機不能解決200km/h交流客運機車工作所需的動力的問題，提供了一種高速交流客運機車用變頻調速異步牽引電動機。

本發明是采用如下技術方案實現的：高速交流客運機車用變頻調速異步牽引電動機，包括轉軸、端蓋、定子鐵心、定子繞組、由前壓圈和后壓圈壓緊并由轉子沖片組成的轉子鐵心、含有銅導條和銅端環的轉子繞組以及位于轉子銅端環外的護環，轉軸非傳動端端面中心處設有軸刷握，銅導條和銅端環是由高強度合金銅CuCrZr材料制成的，護環是由高強度合金鋼50Mn18Cr5材料制成的，端蓋中心位置設有向前(端蓋外部的方向)伸出的圓柱套，轉軸傳動端通過軸承放置在圓柱套內，軸承上套有與圓柱套前端固定的軸承內蓋，軸承前端面上壓有固定在軸承內蓋上的軸承外蓋，軸承后側設有固定在轉軸上的小齒輪，小齒輪由前部的傳動齒部分和后部的軸套部分構成，圓柱套的圓柱面上開有與小齒輪的傳動齒對應的弧狀傳動孔；圓柱套頂部開有進油通孔，軸承內蓋上開有與軸承室和進油通孔相通的通油孔，軸承外蓋后端面下方與軸承內蓋的止口處開有凹槽，軸承內蓋上開有與凹槽相通的通油孔，圓柱套底部開有可與通油孔連通的主回油孔，小齒輪軸套部分上固定有甩油環，甩油環后側設有穿在小齒輪軸套部分上的后內封環，后內封環上固定有與端蓋內壁固定的防護蓋并在后內封環的內圈開有若干徑向的環狀密封槽，環狀密封槽下部開有漏油通道，圓柱套底部開有可與漏油通道連通的輔回油孔。為了保護軸承，防止軸電流對軸承的損壞，在轉軸上設有軸刷握，軸刷握設在轉軸端面中心與傳統結構中軸刷握設在轉軸軸徑上相比，線速度降至最小，軸刷握的磨耗量也達到最小；同時銅端環、銅導條和護環均采用高強度材料，可使電機轉子轉速達130m/s，滿足牽引電動機高速轉動的要求；齒輪箱是密封套在圓柱套上，齒輪箱內的大齒輪與小齒輪通過圓柱套上的弧形傳動孔嚙合，齒輪箱內的潤滑油經齒輪轉動帶起后流過與齒輪箱相通的進油通孔和軸承內蓋上端的通油孔進入軸承室，從而對軸承進行潤滑，當軸承室內的油進滿后，流過軸承外蓋止口處的凹槽和與凹槽相通的通油孔進入圓柱套內腔底部，進而通過主回油孔流回齒輪箱，形成一個循環的回路。為了防止軸承室內的潤滑油流入電機內部，轉軸旋轉帶動甩油環一同轉動(甩油環為電機上常用結構，主要是用于與端蓋內壁配合，防止潤滑油流入電機內部)，可使將要流進電機內部的油被甩出，從圓柱套底部的主回油孔流回齒輪箱，當有少許潤滑油流過甩油環進入后內封環時，也可從后內封環內圈的環狀密封槽流出，從而經過漏油通道流入空腔，再通過輔回油孔流回齒輪箱，從而實現潤滑油的密封。

前壓圈和后壓圈上均固定有平衡片，調試電機的動平衡時，通過在前壓圈和后壓圈的圓心徑向分布的頸上增減平衡片的數量來克服離心力對其的影響。

傳動端軸承為NU2322ECM/C5滾柱軸承，轉軸的非傳動端設有輔助軸承，輔助軸承為NJ2218ECM/C4滾柱軸承，通過對軸承型號的設置，可滿足牽引電動機在高速狀態下運轉。

定子鐵心為全疊片結構(由定子前后壓圈壓緊定子沖片并通過拉板焊接而成)，定子沖片為十六邊形定子沖片，其槽型為后退槽，后退槽的深度為9mm。不僅有效的利用了機車轉向架下的空間，而且與傳統槽的深度1-3mm相比較好的實現了通風散熱。