[發明專利]全封閉式永磁同步牽引電機的循環通風結構

無效

• 申請號: 201410146531.1
• 申請日: 2014-04-14
• 公開（公告）號: CN103944303A
• 公開（公告）日: 2014-07-23
• 發明（設計）人: 方攸同;陳威;馬吉恩;黃曉燕
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: H02K5/20
• 分類號: H02K5/20;H02K9/06
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司 33200
• 代理人: 林超

技術領域

本發明涉及一種電機的循環通風結構，尤其涉及一種全封閉式永磁同步牽引電機的循環通風結構。

背景技術

電機是一種機電能量的轉換機構，在機電能量轉換過程中不可避免地要產生損耗，這些損耗絕大部分最后轉變為了熱量，使得電機部分溫度升高。研究表明，在工作溫度上升時，永磁體的剩磁密度Br會下降，如釹鐵硼在120℃時Br下降為90%；此外，在溫度繼續上升時，永磁體會發生不可逆退磁，即使充磁也無法完全恢復至原有的磁性能。永磁體磁性能的下降會影響牽引電機的可靠性和穩定性，甚至威脅到乘客與列車的安全。因此，設計合理有效的冷卻結構十分必要和重要。

目前，常用的高速鐵路列車牽引電機冷卻方式有自然冷卻與強迫通風冷卻兩種。自然冷卻就是利用流動的空氣與電機外殼進行對流散熱，雖然自然冷卻方式具有結構簡單，無需附加系統，安裝維護方便等優點，但自然冷卻的低速空氣散熱能力低，在高功率密度電機上的應用存在一定的不足；強迫通風冷卻利用流動的空氣對電機定子或轉子等關鍵元件進行對流散熱，結構相對復雜，但強迫通風冷卻的散熱能力高，能夠滿足高功率密度電機的應用，并且高速列車本身既有的輔助系統中包含了風路，能夠為電機提供風源。

由于永磁體固有的電磁特性，永磁體易吸附塵埃與鐵屑，為提高永磁同步牽引電機的可靠性，提高電機壽命，減小維護成本，電機采用全封閉結構。但是全封閉結構導致電機的主要發熱元件繞組以及熱敏感元件永磁體與冷卻空氣無法進行直接的熱交換，損耗產生的熱量只能通過定子和機殼間接傳遞到外界，對冷卻結構的設計提出了更高的要求。

發明內容

本發明的目的在于提供一種全封閉式永磁同步牽引電機的循環通風結構，利用強迫通風與內外雙循環的形式，避免繞組絕緣高溫失效和永磁體高溫不可逆退磁的現象發生，保障牽引電機與列車的可靠運行，用于高速鐵路列車的永磁同步牽引電機。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：

本發明包括轉子鐵芯、定子鐵芯、繞組、轉軸、后端蓋、前端蓋和中間外殼，前端蓋、后端蓋的外側分別裝有前擋板和后擋板，中間外殼外的前擋板和后擋板四角之間均連接有通風殼，通風殼具有前后貫通的中空腔；

前端蓋和后端蓋中心均開有環形通槽，前擋板、后擋板分別與前端蓋、后端蓋環形通槽對接一側設有環形通道，環形通道與通風殼的中空腔相通；

靠前端蓋一側的轉軸上裝有風扇，風扇轉動帶動電機內的氣流由轉子鐵芯與定子鐵芯之間的通風槽經前端蓋的環形通槽、前擋板的環形通道流向四角的通風殼中空腔，然后經后擋板的環形通道、后端蓋的環形通槽回到轉子鐵芯與定子鐵芯之間的通風槽形成內循環風路。

所述的外部氣流經前端蓋入口進入定子鐵芯與中間外殼之間的通風槽由后端蓋的出口流出形成外循環風路。

本發明的有益效果是：

1、依靠外循環的強迫通風系統將電機產生的絕大部分損耗傳遞到空氣中。

2、在外循環系統帶走大部分熱量的基礎上，通過內循環系統有效地將電機內轉子和繞組的熱量傳遞到環境中。

3、充分利用高速列車轉向架空間，將散熱能力最大化。

附圖說明

圖1是本發明的整體示意圖。

圖2是本發明的內循環結構示意圖。

圖3是本發明內循環結構的前視以及局部剖面示意圖。

圖4是本發明的軸向剖面示意圖。

圖5是本發明的徑向剖面示意圖。

圖中：1、轉子鐵芯，2、定子鐵芯，3、繞組，4、前端蓋，5、中間外殼，6、后端蓋，7、轉軸，8、通風殼，9、風扇，10、懸掛，11、前擋板，12、后擋板，13、內循環風路，14、外循環風路。

具體實施方式

下面結合附圖和實施例對本發明作進一步說明。