CN104882976A - 新型散热的全封闭牵引电机 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及电机，特别是牵引电机，具体为一种新型散热的全封闭牵引电机。解决现有车辆牵引电机整体散热能力较低，因而电机的功率密度较低的问题。该电机包括定子部分，定子部分是包括硅钢片冲片叠压而成的铁芯、铁芯两端的压环、固定于两压环间的拉板的全叠片结构；所述的铁芯是由大外径冲片和小外径冲片间隔叠压而成，从而在铁芯表面形成环形散热筋；大外径冲片的外圆周上开有间隔分布的拉板嵌槽，拉板嵌入拉板嵌槽。本发明提高了散热效率，增大了散热面积，电机的整体散热能力大大提高，将同等电机的发热水平提高了近1.7倍以上。发热水平的大幅提高意味着电机功率密度的提高，可以在相对较小的空间里做出更大扭矩的电机。
Description
技术领域
本发明涉及电机，特别是牵引电机，具体为一种新型散热的全封闭牵引电机。
背景技术
强迫通风电机内部风压大，外界灰尘、水和污染物很难进入电机腔室，如果电机采用自通风或自然散热方式，电机内部风压小，甚至压力与外界相同，这样外部灰尘、水和污染物会长期堆积,甚至由于运行环境差会直接溅入电机内部，污染(例如：水、酸碱性气体、海边的盐雾、灰尘)对电机绝缘系统、轴承、铁磁材料会造成长期伤害，因此采用全封闭电机会有效解决这一污染问题，但全封闭电机散热能力差导致重量和体积大，限制了自身的运用范围，因此有效提高全封闭电机的散热能力是扩大这类电机运用场合的有效途径。
牵引电机安装在车体下部、转向架、底盘内侧，由于受到车辆底部限界和车轮、构架的限制，一般体积要求很小；同时车辆又需要牵引电机具有很高的扭矩来提高整车的动力性能，因此这两个矛盾的要求对牵引电机提出了很高的设计要求。
目前部分车辆的牵引电机采用水冷方式，这个方式电机也可以做成全封闭，电机内部很清洁，同时电机散热能力也很高。电机防护等级为IP44以上。但由于机座由内套、水道、外套组成，电机壳体厚度大，因此电机体积和重量并没有明显降低。同时由于需要额外的水冷系统和水散热系统也增加了故障隐患点，增加了成本。
部分车辆的牵引电机选取较低的热负荷的全封闭电机并在机壳表面增设散热筋，通过机壳表面辐射和表面空气流通散热。电机防护等级为IP44以上。其缺点是：虽然增加了散热筋，提高了表面积，但不能很好地利用空气流动的散热作用。由于电机的热负荷设计低，因此电机体积较大，常常不能满足安装空间和重量要求。
部分车辆的牵引电机采用全叠片电机。全叠片电机具有较好的电机散热能力。但作为牵引电机，体积要求很小，仅依靠全叠片结构散热效果较差，仍无法满足牵引电机的设计要求。
发明内容
本发明解决现有车辆全封闭牵引电机整体散热能力较低，因而电机的功率密度较低的问题，提供一种新型散热的全封闭牵引电机。全封闭牵引电机的设计需要结合安装环境和车辆走形的特点，系统的解决散热问题。
本发明是采用如下技术方案实现的：新型散热的全封闭牵引电机，包括定子部分，定子部分是包括硅钢片冲片叠压而成的铁芯、铁芯两端的压环、固定于两压环间的拉板的全叠片结构；所述的铁芯是由大外径冲片和小外径冲片间隔叠压而成，从而在铁芯表面形成环形散热筋；大外径冲片的外圆周上开有间隔分布的拉板嵌槽，拉板嵌入拉板嵌槽。形成的环形散热筋大大提高了散热面积。车辆牵引电机一般为横向布置（即与车辆行走方向垂直），机车在走形过程中会产生走行风，走行风会垂直流过电机表面。电机主体外形一般为一个圆柱体，可以充分利用圆柱绕流现象（图示4），使走形风流过电机整个外表面。将辐射散热改变成外表面通风散热，散热能力大大提高。现有全叠片电机的拉板是外凸于铁芯表面的，有碍圆柱绕流现象的充分利用；本发明将拉板嵌入拉板嵌槽，使牵引电机的外形更趋近圆柱体，得以充分利用圆柱绕流现象。
本发明在现有牵引电机的基础上，通过结构改进（环形散热筋和拉板嵌入）提高了散热效率，增大了散热面积，电机的整体散热能力大大提高，将同等电机的发热水平提高了近1.7倍以上。发热水平的大幅提高意味着电机功率密度的提高，可以在相对较小的空间里做出更大扭矩的电机，为用户整车设计提供了有力的支持，赢得了更广阔的市场空间。同时功率密度的提高有效地降低了电机铁磁材料、铜材的用量，在电机成本方面也具有较大优势，与传动电机相比总成本降低10%到15%。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为大外径冲片的结构示意图；
图3为小外径冲片的结构示意图；
图4为圆柱绕流现象原理图。
图中：1－压环，2－拉板，3－大外径冲片，4－小外径冲片，5－拉板嵌槽。
具体实施方式
新型散热的全封闭牵引电机，包括定子部分，定子部分是包括硅钢片冲片叠压而成的铁芯、铁芯两端的压环1、固定于两压环间的拉板2的全叠片结构；所述的铁芯是由大外径冲片3和小外径冲片4间隔叠压而成，从而在铁芯表面形成环形散热筋；大外径冲片3的外圆周上开有间隔分布的拉板嵌槽5，拉板2嵌入拉板嵌槽。具体实施时，拉板与压环间采用焊接。压环一侧是电机端盖。
该新型散热的全封闭牵引电机在一种城市轨道车上得到了试用，将同等电机的发热水平提高了近1.7倍以上。发热水平的大幅提高意味着电机功率密度的提高，可以在相对较小的空间里做出更大扭矩的电机。
Claims (1)
1.一种新型散热的全封闭牵引电机，包括定子部分，定子部分是包括硅钢片冲片叠压而成的铁芯、铁芯两端的压环（1）、固定于两压环间的拉板（2）的全叠片结构；其特征在于所述的铁芯是由大外径冲片（3）和小外径冲片（4）间隔叠压而成，从而在铁芯表面形成环形散热筋；大外径冲片（3）的外圆周上开有间隔分布的拉板嵌槽（5），拉板（2）嵌入拉板嵌槽。
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