[發(fā)明專利]高速列車全封閉式永磁牽引電動機(jī)

在審

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• 申請日: 2016-11-29
• 公開（公告）號: CN106712367A
• 公開（公告）日: 2017-05-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 賈喜勤;張桂成;劉榮強(qiáng);任延生;姬春霞;孫德強(qiáng);倪偉;劉永強(qiáng)
• 申請（專利權(quán)）人: 中車永濟(jì)電機(jī)有限公司
• 主分類號: H02K5/20
• 分類號: H02K5/20;H02K5/10;H02K9/06
• 代理公司: 太原科衛(wèi)專利事務(wù)所(普通合伙)14100
• 代理人: 溫彪飛

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及永磁牽引電機(jī)，具體為高速列車全封閉式永磁牽引電動機(jī)。

背景技術(shù)

永磁牽引電動機(jī)作為高速列車向高效節(jié)能方向發(fā)展的重要標(biāo)志，一直是一種發(fā)展趨勢。永磁電機(jī)由永磁體勵磁，不需電流勵磁，轉(zhuǎn)子發(fā)熱大為減少；電機(jī)損耗主要來源于定子繞組和定子鐵心，使得永磁電機(jī)采用全封閉結(jié)構(gòu)成為可能；同時為了防止灰塵、金屬粉末、水分、酸堿等異物進(jìn)入電機(jī)內(nèi)部，吸附在永磁電機(jī)轉(zhuǎn)子表面及破壞永磁體，永磁電機(jī)通常要求采用全封閉結(jié)構(gòu)。

電機(jī)采用全封閉結(jié)構(gòu)，可以提高其可靠性、減少維護(hù)工作量，降低噪聲，但是由于電機(jī)內(nèi)部的熱量不能有效散出，電機(jī)很容易成為一個等溫體。電機(jī)內(nèi)部熱量在各部位間相互傳導(dǎo)、對流和輻射，使定子線圈端部、永磁體、軸承的溫度升高。形成電機(jī)高熱負(fù)荷，當(dāng)電機(jī)冷卻系統(tǒng)不能有效的帶走電機(jī)內(nèi)部產(chǎn)生的熱量時，就會造成電機(jī)溫升過高。

但是現(xiàn)有的永磁牽引電機(jī)由于多采用自帶風(fēng)扇冷卻方式，即轉(zhuǎn)軸上安裝風(fēng)扇將冷卻風(fēng)通過風(fēng)罩孔吹向機(jī)座外表面的散熱筋，然后通過散熱筋將永磁電機(jī)產(chǎn)生的熱量帶走。此種冷卻方式無法將永磁電機(jī)定子結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的熱量充分帶走，并且永磁電機(jī)內(nèi)部全封閉，與定子接觸的局部溫升較慢，其余部分溫升較快，導(dǎo)致電機(jī)內(nèi)部溫升不均勻。

因此，設(shè)計(jì)一種能夠充分冷卻，并且良好控制內(nèi)部均勻溫升的高速列車全封閉式永磁牽引電動機(jī)是十分有必要的。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明解決現(xiàn)有的全封閉永磁電機(jī)冷卻效果差，無法控制電機(jī)內(nèi)部均勻溫升的問題，提供一種高速列車全封閉式永磁牽引電動機(jī)。

本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：高速列車全封閉式永磁牽引電動機(jī)，包括機(jī)座、端蓋、軸承、轉(zhuǎn)軸、永磁體擋板壓圈；所述機(jī)座由沖片、壓板、端板、拉板焊接而成，所述壓板、沖片、端板上沿轉(zhuǎn)軸中心對稱開有多組沿轉(zhuǎn)軸軸向設(shè)置的機(jī)座通風(fēng)孔；所述端蓋上設(shè)有環(huán)形的內(nèi)風(fēng)筒，所述內(nèi)風(fēng)筒與機(jī)座密封連接，所述端蓋上沿轉(zhuǎn)軸徑向開有多個沿圓周分布的端蓋通風(fēng)孔，所述端蓋、內(nèi)風(fēng)筒、機(jī)座通風(fēng)孔合圍成機(jī)座冷卻風(fēng)路；所述端蓋上沿轉(zhuǎn)軸軸向開有分布于軸承外緣的中心對稱分布的軸承冷卻進(jìn)風(fēng)孔，所述軸承冷卻進(jìn)風(fēng)孔外側(cè)（軸承冷卻進(jìn)風(fēng)孔圓周的外側(cè)）對應(yīng)開有軸承冷卻出風(fēng)孔；所述轉(zhuǎn)軸兩端分別固定有位于端蓋與機(jī)座之間的密封盤，所述密封盤外緣與端蓋密封連接，所述軸承冷卻出風(fēng)孔位于密封盤與端蓋密封連接范圍內(nèi)（密封盤與端蓋形成環(huán)形迷宮形密封連接，軸承冷卻出風(fēng)孔位于密封環(huán)以內(nèi)），所述軸承冷卻進(jìn)風(fēng)孔、密封盤、端蓋、軸承冷卻出風(fēng)孔合圍成軸承獨(dú)立冷卻風(fēng)道，所述軸承冷卻出風(fēng)孔與軸承冷卻進(jìn)風(fēng)孔之間所對的密封盤上固定有葉片；所述永磁體擋板壓圈上固定有自循環(huán)扇葉。端蓋上設(shè)置環(huán)形內(nèi)風(fēng)筒，內(nèi)風(fēng)筒與機(jī)座內(nèi)壁密封，端蓋外壁與機(jī)座外壁密封，端蓋外壁與內(nèi)風(fēng)筒合圍成端蓋風(fēng)路，端蓋風(fēng)路與機(jī)座通風(fēng)孔相對，冷卻風(fēng)由端蓋通風(fēng)孔進(jìn)入端蓋后，沿機(jī)座通風(fēng)孔流動，對機(jī)座進(jìn)行冷卻，然后由另一側(cè)端蓋的通風(fēng)孔流出。端蓋上的開有分布于軸承外緣的軸承冷卻進(jìn)風(fēng)孔和軸承冷卻出風(fēng)孔，密封盤上固定有葉片，軸承冷卻進(jìn)風(fēng)孔、密封盤、端蓋、軸承冷卻出風(fēng)孔合圍成軸承獨(dú)立冷卻風(fēng)道，加快熱源對外部空氣的熱傳導(dǎo)，端蓋沿轉(zhuǎn)軸軸向開有分布于軸承外緣的中心對稱分布的風(fēng)孔，靠近軸承室一圈為進(jìn)風(fēng)孔，遠(yuǎn)離軸承室一圈為出風(fēng)孔，電機(jī)工作時，冷卻風(fēng)從進(jìn)風(fēng)孔進(jìn)入端蓋與風(fēng)扇間的空腔，再從出風(fēng)孔排出，帶走軸承運(yùn)行及定子熱輻射和熱傳導(dǎo)過來的熱量，對軸承進(jìn)行冷卻。永磁體擋板壓圈上固定有自循環(huán)扇葉，轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動時，自循環(huán)扇葉擾動電機(jī)內(nèi)部空氣，形成內(nèi)部空氣循環(huán)，加快定子繞組端部溫度場均衡，使得電機(jī)內(nèi)部均勻溫升。

所述端蓋與密封盤外緣之間通過徑向設(shè)置的迷宮密封槽密封連接。端蓋與密封盤通過迷宮密封槽密封連接，隔離了來自軸承冷卻風(fēng)路中可能吸附在永磁轉(zhuǎn)子上的微粒、灰塵等。所述密封盤內(nèi)表面（朝向電機(jī)內(nèi)部一側(cè)面）設(shè)有散熱筋。密封盤內(nèi)表面的散熱筋一方面增大吸熱面積，改善定子端部散熱情況；另一方面有效阻止定子繞組向軸承輻射熱量，切斷電機(jī)內(nèi)部輻射熱向軸承傳導(dǎo)的路徑，引導(dǎo)和加速內(nèi)部熱空氣向有利于避免軸承溫升的方向運(yùn)動。

本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)：1、機(jī)座、軸承、內(nèi)部三條風(fēng)路，各自獨(dú)立對電機(jī)整體進(jìn)行冷卻；2、均衡電機(jī)內(nèi)部溫升，避免電機(jī)溫升過高或溫升不均勻；3、為軸承設(shè)計(jì)獨(dú)立冷卻風(fēng)路，避免熱輻射和熱傳導(dǎo)導(dǎo)致軸承溫度過高而失效。

附圖說明

圖1為本發(fā)明整體結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為機(jī)座通風(fēng)孔分布示意圖；

圖3為軸承冷卻進(jìn)風(fēng)孔和軸承冷卻出風(fēng)孔分布示意圖；

圖4為密封盤結(jié)構(gòu)示意圖；