CN106100238A - 高效冷却散热的自通风电机 - Google Patents

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霍向飞
赵英豪
刘海生
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    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K9/00Arrangements for cooling or ventilating
    • H02K9/02Arrangements for cooling or ventilating by ambient air flowing through the machine
    • H02K9/04Arrangements for cooling or ventilating by ambient air flowing through the machine having means for generating a flow of cooling medium
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K5/00Casings; Enclosures; Supports
    • H02K5/04Casings or enclosures characterised by the shape, form or construction thereof
    • H02K5/20Casings or enclosures characterised by the shape, form or construction thereof with channels or ducts for flow of cooling medium

Abstract

本发明涉及机车用牵引电机,具体为高效冷却散热的自通风电机。高效冷却散热的自通风电机,包括转子、机座、端盖,其中转子包括转轴和离心风扇,机座包括定子铁心和机壳,机壳上设有外圆进风口和外圆出风口,端盖上设有进风口,定子铁心通过筋板固定在机壳上,定子铁心和机壳内壁之间有通风空间,转轴上设有轴向通风孔,这样形成四个风路结构。本发明独特冷却风路结构电机中热源定子绕组、定子铁心、轴承、转子铁心均被较好冷却,产生的热量能够很好被带走。采用本发明结构电机具有冷却散热能力优良的特点,特别适合车辆用户对牵引电动机的性能要求。

Description

高效冷却散热的自通风电机
技术领域
本发明涉及机车用牵引电机,具体为高效冷却散热的自通风电机。
背景技术
电机驱动的车辆是近几年兴起的一种新能源绿色环保车辆,以电能为动力源,通过控制器和牵引电机组成的动力牵引系统驱动车辆行驶。和传统燃油车辆比较起来,具有零排放、无污染、节能、降耗、环保等优点。电机驱动车辆核心是动力驱动系统,包括控制器和牵引电机,车辆运行方式、运行环境、技术性能的特殊性决定了对牵引电机有着特殊要求,要求电机经常频繁启停、间隙工作、转速低扭矩大,具有调速范围宽、过载能力大、转动惯量小、冷却散热系统优良、体积小、重量轻等特点。目前运行在港口、导轨电车等领域电动车辆调速系统中的牵引电机包括自通风电机和水冷电机,自通风电机的结构如图1所示,自通风电机能够将电机内部热量散发出去,由于散热能力较优良,电机峰值功率与过载能力通常较高,能够做到体积较小、重量较轻,自通风电机主要缺点是受内部冷却风路限制,电机冷却散热能力难以发挥,制约了电机功率与扭矩的提高,重量与体积的减少,使得自通风电机难以很好满足用户使用要求。水冷电机的结构如图2所示,其冷却散热能力优良,电机可以做到体积小、重量轻、扭矩与功率大,由于依靠冷却水循环带走电机表面热量,在全转速段范围内,水冷电机均具有较好的冷却散热能力。水冷电机作为牵引电机时,需要在车辆上设置辅助的冷却水循环装置和驱动水流动的水泵,设置水箱以提供冷却水源,这样增大了车辆成本,占用了车辆有限空间。以上问题的存在使得自通风电机和水冷电机不能很好满足用户对电机性能的要求。
发明内容
本发明为了解决传统自通风电机不能很好满足用户对电机性能的要求的问题,提供了高效冷却散热的自通风电机。
本发明是采用如下的技术方案实现的:高效冷却散热的自通风电机,包括转子、机座、端盖,其中转子包括转轴和离心风扇,机座包括定子铁心和机壳,机壳上设有外圆进风口和外圆出风口,端盖上设有进风口,定子铁心通过筋板固定在机壳上,定子铁心和机壳内壁之间有通风空间,转轴上设有轴向通风孔,这样形成四个风路结构,第一风路结构包括机壳外圆进风口、定子铁心和机壳内壁之间的通风空间、离心风扇和机壳外圆出风口,第一风路结构主要冷却一侧定子绕组、定子铁心,带走定子绕组与定子铁心产生的热量,第二风路结构包括机壳外圆进风口、转轴轴向通风孔、离心风扇和机壳外圆出风口,第二风路结构主要冷却转子铁心及另一侧定子绕组,带走转子铁心及另一侧定子绕组产生的热量;第三风路结构包括端盖进风口、转轴轴向通风孔、离心风扇和机壳外圆出风口,第三风路结构主要冷却转子铁心及端盖轴承单元,带走转子铁心和轴承运转产生的热量;第四风路结构包括端盖进风口、机壳外圆进风口、定转子气隙通风道、离心风扇和机壳外圆出风口,第四风路结构主要冷却转子铁心表面及定子铁心表面,带走铁心表面产生的热量。
车辆调速系统牵引电机采用本发明技术方案后,有效解决了传统自通风电机存在的冷却散热能力不好,散热不均匀技术弊端。比较起来,采用本技术方案的牵引电机具有如下优点:
1)独特的冷却风路结构设计,使电机散热能力更优良,散热更均匀,大大提高了电机冷却效果。
2)不需要冷却水循环装置、水管、水泵、水箱等辅助车载设备,减少了整车成本及车体空间。
3)电机冷却效率高,体积小、重量轻、功率与扭矩大,成本低。
附图说明
图1为现有自通风电机的结构示意图。
图2为水冷电机的结构示意图。
图3为本发明的结构示意图。
图4为第一风路结构的示意图。
图5为机座的结构示意图。
图6为第二风路结构的示意图。
图7为第三风路结构的示意图。
图8为第四风路结构的示意图。
图中:1-转轴,2-机座,3-端盖,4-离心风扇,5-转子铁心,6-轴向通风孔,7-外圆进风口,8-外圆出风口,9-进风口,10-定子铁心,11-机壳,12-筋板,13-冷却水管路。
具体实施方式
高效冷却散热的自通风电机,包括转子、机座2、端盖3,其中转子包括转轴1、离心风扇4和转子铁心5,转子铁心上设有轴向通风孔6,机座包括定子铁心10和机壳11,机壳11上设有外圆进风口7和外圆出风口8,端盖上设有进风口9,定子铁心10通过筋板12固定在机壳11上,定子铁心和机壳内壁之间有通风空间,这样形成四个风路结构,第一风路结构包括机壳外圆进风口7、定子铁心和机壳内壁之间的通风空间、离心风扇4和机壳外圆出风口8,第二风路结构包括机壳外圆进风口7、转轴轴向通风孔6、离心风扇4和机壳外圆出风口8;第三风路结构包括端盖进风口9、转轴轴向通风孔6、离心风扇4和机壳外圆出风口8;第四风路结构包括端盖进风口9、机壳外圆进风口7、定转子气隙通风道、离心风扇4和机壳外圆出风口8。

Claims (1)

1.高效冷却散热的自通风电机,包括转子、机座(2)、端盖(3),其中转子包括转轴(1)、离心风扇(4)和转子铁心(5),转子铁心上设有轴向通风孔(6),机座包括定子铁心(10)和机壳(11),机壳(11)上设有外圆进风口(7)和外圆出风口(8),其特征在于端盖上设有进风口(9),定子铁心(10)通过筋板(12)固定在机壳(11)上,定子铁心和机壳内壁之间有通风空间,这样形成四个风路结构,第一风路结构包括机壳外圆进风口(7)、定子铁心和机壳内壁之间的通风空间、离心风扇(4)和机壳外圆出风口(8),第二风路结构包括机壳外圆进风口(7)、转轴轴向通风孔(6)、离心风扇(4)和机壳外圆出风口(8);第三风路结构包括端盖进风口(9)、转轴轴向通风孔(6)、离心风扇(4)和机壳外圆出风口(8);第四风路结构包括端盖进风口(9)、机壳外圆进风口(7)、定转子气隙通风道、离心风扇(4)和机壳外圆出风口(8)。
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