CN1084950C - 用于有轨电车的全封闭牵引马达 - Google Patents

Abstract

一种用于有轨电车的全封闭牵引电动机，它包括：具有一个窗口的全封闭的筒状框架结构，一可转动支承在该框架结构上并且和该框架结构同轴的转子轴，一同轴固定在该转子轴上并且和该转子轴一起转动的柱形转子，一个固定在该框架结构的内表面并且和该转子轴同轴的筒形定子，在该定子的内表面和该转子的外表面之间有一间隙，一装在该框架结构上以覆盖窗口的冷却装置，一系列固定在冷却装置内部的吸热片以及一系列固定在冷却装置外部的散热片。

Description

用于有轨电车的全封闭牵引电动机

本发明涉及一种用于有轨电车的牵引电动机尤其是一种用于有轨电车的全封闭牵引电动机。

通常，电动机用于驱动电气列车或类似车辆的有轨电车：(在下文指牵引电动机)，该电动机具有一个装在牵引电动机转子轴上的自通风风扇。电动机工作时，外部空气进入牵引电动机，自通风风扇使被引入的空气在牵引电动机内循环，从而使得牵引电动机冷却。

在这种结构中，由于牵引电动机的内部被进入的空气污染，所以需要定期拆开牵引电动机并清洗其内部。此外自通风风扇工作时的噪音很大。因此，牵引电动机应采用能克服这些难题的结构。

为了解决这些困难，电动车辆采用一种全封闭、自冷却的牵引电动机。参照图18-21，描述了用于有轨电车的这样一种全封闭、自冷却的牵引电动机的例子，图18是用于电动车的一种传统的全封闭、自冷却牵引电动机实例的纵向半剖面图，图19是如图18所示装在一有轨电车上的传统的全封闭、自冷却牵引电动机的侧视图，图20是如图18所示装在一转向架上的牵引电动机的俯视图，图21是沿图20线A-A的牵引电动机的剖视图。

在这些附图中，牵引电动机50通过转向架安装臂2A、2B由螺栓固定并支承在转向架13上，转向架安装臂设置在牵引电动机50的筒形架1的外表面。在架1的外圆周上设有作为一体的一系列冷却片3A、3B和3C。在架1的内表面上安装有一个筒形定子铁心5。定子线圈4沿定子铁心5的圆周布置。

轴承支架6装在架1的一个开口端，轴承盖8装在架1的另一端。轴承支架6和轴承盖8通过分别装在其上的轴承9、10转动支承转子轴11。在轴承支承6的外表面设有作为一体的一系列冷却片7。

一个柱形转子铁心12固定在转子轴11的中部，转子杆12A布置在转子铁心12的外圆周。在此，转子铁心12和转子杆12A同轴装在转子轴11上，并且能够和转子轴11作为一体转动。定子铁心5装在架1的内表面并且和转子轴11同轴，在定子铁心5的内表面和转子铁心12的外表面之间有一间隙。

如图20和图21所示，转子轴11和联轴器16相连，以便通过一齿轮系统把转子的转动力传至车轮15的轴14，从而驱动电气列车和类似车辆的每节有轨电车，该齿轮系统包括一个大齿轮56，一个小齿轮57以及一个盛装大齿轮56和小齿轮57的齿轮箱壳体。在这里，轴14的两对支座14A也在图中示出。

当工作时，电流流过定子铁心4和转子杆12A，由此产生热量。产生的热量使牵引电动机50的温度升高。但是产生的热量通过设置在架1外圆周的冷却片3A、3B和3C以及设置在轴承支架6上的冷却片7辐射到牵引电动机50的外部，从而抑制牵引电动机50温度的升高。当电气列车行驶时，随着空气在牵引电动机周围流动，冷却片3A、3B、3C以及7可对牵引电动机50进行有效地冷却。

在传统的用于电气列车的具有一自通风风扇的牵引电动机中，当电动机工作时，外部空气被引入牵引电动机，以便冷却牵引电动机。另一方面，在如图18-21所示的用于有轨电车的全封闭、自冷却牵引电动机中，只有设置在牵引电动机50外圆周上的片3A、3B、3C以及7对牵引电动机50进行冷却。因此，这种牵引电动机50的冷却效率低于具有自通风风扇的牵引电动机的冷却效率，相应地这种牵引电动机50的温度高于具有自通风风扇的牵引电动机的温度。所以把这种牵引电动机50温度地升高控制在限定值之内是困难的。

基于这种原因，如果这两种传统的牵引电动机外部结构相同，那么全封闭、自冷却牵引电动机的电流容量比具有自通风风扇的牵引电动机的电流容量小。如果希望全封闭、自冷却牵引电动机的电流容量和具有自通风风扇的牵引电动机的电流容量相同，那么前者牵引电动机的外部结构必须比后者牵引电动机的外部结构要大。在这种情况下，把全封闭、自冷却牵引电动机装在如图19-20所示的空间是不可能的，该空间由转向架13和轴14之间的长度确定。同时由有轨电车在轨道上的极限距离、在车体下的一必需间隙的长度以及由车轮15和驱动系统之间沿纵向的距离确定。

如上所述，把和设置有自通风风扇的传统牵引电动机具有同样大电流容量的全封闭、自冷却牵引电动机装在电气列车的转向架上是不可能。

因此，本发明的一个目的是为有轨电车提供一种全封闭牵引电动机，它可以提高牵引电动机的冷却效果。

本发明的另一个目的是为有轨电车提供一种全封闭牵引电动机，它可以使牵引电动机的尺寸减小，重量轻。

本发明的第三个目的是为有轨电车提供一种全封闭牵引电动机，它可以增加牵引电动机的电流容量和额定值。

本发明的第四个目的是为有轨电车提供一种全封闭牵引电动机，它可防止被引入的外部空气对牵引电动机内的污染，并且取消对牵引电动机的定期维护。

本发明的第五个目的是为有轨电车提供一种全封闭牵引电动机，它可以减小由牵引电动机产生的噪音。

为了达到本发明的上述目的，为有轨电车提供一种全封闭牵引电动机，该牵引电动机包括设有一窗口的全封闭圆柱形框架结构，一个可转动支承在框架结构上并与框架结构同轴的转子轴，一个同轴固定在转子轴上并与其一起转动的圆柱形转子，一个固定在框架结构内表面与转子轴同轴的筒形定子，在定子的内表面和转子的外表面之间有一间隙，以及一个安装在框架结构上用以覆盖窗口的冷却部分，在冷却部分的内表面固定有一系列的吸热片，在冷却部分的外表面装有一系列的散热片。

按照本发明的一方面的内容，为有轨电车提供了一种全封闭牵引电动机，该牵引电动机包括一个全封闭圆柱形框架结构，在该框架结构的上部有一对空气口，一个可转动支承在框架结构上并与之同轴的转子轴，一个同轴固定在该转子轴上并与之一起转动的圆柱形转子，一个固定在框架结构内表面并与转轴同轴的筒形定子，在定子的内表面和转子的外表面之间有一间隙，一个固定在转子轴上并与转轴一起转动的用于空气循环的风扇，以及一个装在框架结构上表面的冷却部分。冷却部分包括一对连接部分，一个在连接部分之间的冷却管以及固定在冷却管上的一系列冷却片。连接部分固定在框架结构的上表面，从而覆盖相应的空气口，而且在框架结构上还有一个窗口。用于电气列车的全封闭牵引电动机还包括一个固定在框架结构上的冷却部分，以便盖住窗口，在冷却部分的内表面固定有一系列的吸热片，在冷却部分的外表面固定有一系列的散热片。

按照本发明另一方面的内容，为有轨电车提供了一种全封闭牵引电动机，该牵引电动机包括一个全封闭的圆柱形框架结构，一个可转动支承在框架结构上并与之同轴的转子轴，一个同轴固定在转子轴上并与之一起转动的圆柱形转子，以及一个固定在框架结构的内表面并与转子轴同轴的筒形定子，在定子的内表面和转子的外表面之间有一间隙。框架结构包括一个具有两侧开口的圆柱形框架以及一对固定在圆柱形框架上用以覆盖相应地侧开口的支架，支架由具有高导热性的材料制成，并且至少包括下述材料之一种铝、铝合金、不锈钢、铜以及铜合金。用于有轨电车的全封闭牵引电动机还包括一系列分别固定在支架内表面的吸热片，以及一系列分别固定在支架外表面的散热片。

按照本发明第三个方面的内容，为有轨电车提供了一种全封闭牵引电动机，该电动机包括一个全封闭的圆柱形框架结构，一可转动支承在框架结构上并与之同轴的转子轴，一个同轴固定在转子轴上并与之一起转动的圆柱形转子，以及一个固定在框架结构的内表面并与转子轴同轴的筒形定子，在定子的内表面和转子的外表面之间有一间隙，一个固定在转子轴上并与之一起转动的用于空气循环的内部风扇，以及一个设置框架结构上表面的冷却器。冷却器包括一对连接部分，一个在连接部分之间的冷却管以及一系列固定在冷却管上的冷却片。在框架结构的上部具有一对通气孔。连接部分固定在框架结构的上表面，从而覆盖相应的通气孔之一。

参考附图，通过下面详细的描述可以很容易地完全理解本发明及其附带的优点。这些附图是：

图1是按照本发明第一个实施例的用于有轨电车的全封闭、自冷却牵引电动机的纵向半剖视图；

图2是沿图1线A-A的牵引电动机的侧剖视图；

图3是图1所示牵引电动机的侧视图；

图4是从图1所示牵引电动机的定子铁心和定子线圈的内圆周看的放大视图；

图5是如图1所示的牵引电动机的转子的局部剖视图；

图6显示了按照本发明第二个实施例的用于有轨电车的全封闭、自冷却牵引电动机的纵向剖视图；

图7是图6所示牵引电动机的侧视图；

图8是按照本发明第三个实施例的用于有轨电车的全封闭、自冷却牵引电动机的纵向半剖视图；

图9是图8所示牵引电动机的局部剖视图；

图10是沿图8中箭头A方向的牵引电动机的视图；

图11是按照本发明第四个实施例的用于有轨电车的全封闭牵引电动机的纵向半剖视图；

图12是沿图11线C-C的牵引电动机的侧剖视图；

图13是显示图11所示牵引电动机的组装步骤的简图；

图14是按照本发明第五个实施例的用于有轨电车的全封闭牵引电动机的纵向半剖视图；

图15是沿图14线B-B的牵引电动机的侧剖视图；

图16是和图15相应的，按照本发明第六个实施例的用于有轨电车的全封闭牵引电动机的侧剖视图；

图17是按照本发明第七个实施例的用于有轨电车的全封闭牵引电动机的纵向半剖视图；

图18是用于有轨电车的一个传统的全封闭、自冷却牵引电动机的纵向半剖视图；

图19是图18所示牵引电动机的侧视图；

图20是图18所示装在一转向架上的牵引电动机的俯视图；以及

图21是沿图20线A-A的牵引电动机的剖视图。

下面参照附图将对本发明的实施例进行具体描述。在此对视图中相同或一致的部件使用相同的参考标号。

首先，图1-5描述了本发明的第一个实施例。图1是按照本发明第一个实施例的用于有轨电车的全封闭、自冷却牵引电动机的纵向半剖视图，图2是沿图1线A-A的牵引电动机的侧剖视图，图3是图1所示牵引电动机的侧视图，图4是从图1所示牵引达的定子铁心和定子线圈的内圆周看的放大视图，图5是如图1所示的牵引电动机的动子的局部剖视图。

在这些附图中，在一个用于有轨电车的全封闭牵引电动机中，筒形定子铁心5装在筒状框架17的内表面，定子线圈4沿定子铁心5的内圆周设置。一个轴承支架22和轴承座8沿纵向装在框架17的两端。轴承支架22和轴承座8通过分别装在其中的轴承9、10可转动支承转子轴11。柱状转子铁心12固定在转子11的中间位置，转子杆12设置在转子铁心12的外圆周。如上所述，这种牵引电动机50构成了鼠笼式三相交流感应电动机。

定子铁心5安装在框架17内的中间位置，在框架17外圆周的上面和下面装有一系列作为一体的冷却片18。在框架17纵向两端的上面具有上部开口窗口17A，在架17纵向两端的下面具有下部开口窗口17B。上冷却部分19用于覆盖相应的上部窗口17A的开口处，相应地，下冷却部分20用于覆盖相应的下部窗口17B的开口处。

在每个冷却部分19内装有一系列吸热片19B，在每个上冷却部分19外装有一系列散热片19A。同样在每个下冷却部分20内装有一系列吸热片20B，在每个下冷却部分20外装有一系列吸热片20B，在每个下冷却部分20外装有一系列散热片20A。具有吸热片19B、20B和散热片20A，19A的上冷却部分19和下冷却部分20分别由高导热性材料制成，例如铝合金。

在框架17的侧面，具有一系列侧开口窗口17C。侧冷却部分21分别用于覆盖各侧窗口17C的开口。此外，在轴承支架22上具有一系列打开的窗口22A，冷却部分23分别用于盖住窗口22A的开口。

在每个侧冷却部分21内装有一系列吸热片21B，在每个侧冷却部分21外装有一系列散片21A，同样在每个冷却部分23内装有一系列吸热片23B，在每个冷却部分23外装有一系列散热片23A。具有吸热片21B、23B和散热片21A，23A的侧冷却部分21和冷却部分23也分别由具有高导热性的材料制成，例如铝合金。

当牵引电动机50工作时，转子转动，因此借助转子杆12A的风扇作用。使牵引电动机50内的空气从转子铁心12的圆周上被排出，如图5所示，其中转子杆12A位于转子铁心12的外圆周，其末端分别从转子铁心12上伸出。如图4所示，装在定子铁心5的槽内的定子线圈4使得在定子铁心5的外部定子线圈彼此相交。其结果是：在定子铁心5尾部附近的定子线圈4之间相应形成一系列空气通路4A。如上所述，从转子铁心12上吹出的空气沿各定子铁心4之间的空气通路4A向上流动并且在牵引电动机50内循环，如图1所示。

由于分别位于冷却部分19、20、21和23上的一系列吸热片19B，20B，21B和23B沿循环空气的通路设置，因此这些吸热片19B、20B、21B和23B可有效地吸收循环空气的热量。从每个吸热片19B、20B、21B和23B传导至冷却部分19、20、21和23的热量由分别装在冷却部分19、20、21和23外部的散热片19A、20A、21A和23A辐射到牵引电动机50的外部。当有轨电车行驶时，由于空气在牵引电动机的散热片19A、20A，21A和23A周围流动，散热片19A、20A，21A和23A可以有效地辐射热量。此外，由于冷却部件19、20、21和23由诸如铝合金一类的具有高导热性的材料制造而成，因此牵引电动机50的冷却效果进一步增强。

如上所述，按照本实施例，牵引电动机50的内部的空气被有效地冷却。此外，由于本实施例的结构使得牵引电动机50内的空气一直循环，因此牵引电动机50内的部件一律被冷却。所以牵引电动机50温度的升高被抑制。

按照本实施例，可以为有轨电车提供一种全封闭牵引电动机，它能够提高牵引电动机的冷却效果，并且使牵引电动机的尺寸减小、重量轻。此外，可以为有轨电车提供一种全封闭封闭牵引电动机，它可以被安装在有轨电车的有限空间内而不会减小牵引电动机的负载能力。还可以为有轨电车提供一种全封闭牵引电动机，它可以防止被引入的外部空气对牵引电动机的污染，取消对牵引电动机的定期维护以及减小牵引电动机产生的噪音。

下面，图6、图7描述了本发明的第二个实施例。图6是按照本发明第二个实施例的用于有轨电车的全封闭、自冷却牵引电动机的纵向剖视图。图7是图6所示牵引电动机的侧视图。

在图6和图7中，按照本发明的牵引电动机50筒形框架37的顶部具有一个空气出口37C和一个空气入口37D，在牵引电动机50的外部上表面，一个冷却装置25固定在架37上。冷却装置25包括一对连接部分25a，一系列位于连接部分25a之间的冷却管25A以及一系列装在冷却管25A圆周上的冷却片25B。冷却管25A的一端经由空气出口37C和牵引电动机的内部相连，连接部分25a被固定到架37的上表面，从而覆盖空气出口37C。冷却管25A的另一端经由空气入口37D和牵引电动机的内部相连，连接部分25a被固定到架37的上表面以便覆盖空气入口37D。在架37的下部具有两个窗口37E和两个冷却部分26，冷却部分26分别覆盖每个窗口37E。在每个冷却部分26的内表面装有一系列吸热片26B，在每个冷却部分26的外表面装有一系列散热片26A。

在架37的侧面，具有一系列侧窗口17C。侧冷却部分21设置成可以分别覆盖侧窗口17C的开口。在每个冷却部分21的内表面装有一系列吸热片21B，在每个冷却部分21的外表面装有一系列散热片21A。

一个用于空气循环的风扇24固定在转子轴11上，沿转子铁心5的轴向具有一系列空气孔32。

当牵引电动机50工作时，装在转子轴11上的风扇24转动，风扇24的转动使得牵引电动机50内的空气通过空气出口37C被传送至冷却装置25。空气被冷却，然后通过空气入口37D被传送至牵引电动机50内部。返回的空气通过转子铁心12上的空气孔32以及转子铁心12外表面和定子铁心5内表面之间的间隙，然后该返回空气被传送至风扇24。如上所述，风扇24使得牵引电动机50内部的空气在其内部沿图6箭头所示方向循环。空气在循环期间也被冷却部分21、26冷却。

如上所述，按照本实施例，牵引电动机50内部的空气可被有效地冷却。此外，由于本实施例的结构使得牵引电动机50内部的空气一直循环，因此牵引电动机50内的部件一律被冷却。所以牵引电动机50温度的升高被控制。

在一有轨电车上安装牵引电动机时，和牵引电动机可使用的上部空间相比，牵引电动机的下部空间被有轨电车的极限尺寸限制。因此在牵引电动机的下部不可能安装一个相对较大的冷却装置，例如冷却装置25。但是在本实施例中，冷却部分26位于牵引电动机的下部，其尺寸比位于牵引电动机上部的冷却部分25的尺寸小。侧冷却部分21位于牵引电动机的侧面。按照本实施例的牵引电动机，除了具有第一实施例的效果外，还可以更大地提高牵引电动机的冷却效率。

在下面，参考图8、9和10描述本发明的第三个实施例。图8是按照本发明第三个实施例的用于有轨电车的全封闭、自冷却牵引电动机的纵向半剖视图，图9是沿图8B-B线所示牵引电动机的局部剖视图，图10是沿图8箭头A方向的牵引电动机的一个视图。

在这些附图中，按照本实施例的用于有轨电车的一种全封闭、自冷却牵引电动机50具有一个和负子铁心5的纵向长度近似相同的筒形框架27。设置在框架27上的一个安装臂27A支承有轨电车的转向架。支架28和29沿框架27的纵向设置在其两端，并通过螺栓固定在框架27上，从而分别覆盖筒形框架27的两侧开口。

在支架28和29的内表面相应地装有一系列吸热片28B、29B，在支架28和29的外表面装有一系列散热片28A、29A。支架28和29与吸热片28B、29B以及散热片28A、29A由高导热性材料制成，例如铝合金。在图8和图10中，位于支架28和29侧表面上的散热片28A和29B分别给出特定的参考标号28A″和29A″。

一个轴承支架30和轴承座31分别在径向固定到支架28和29的内部。一转子轴11通过轴承9和10可转动支承在轴承支架30和轴承座31上，轴承9和10分别安装到轴承支架30和轴承座31上。

在转子铁心12上沿纵向有一系列空气孔32，如图8和9所示。在转子铁心12的外圆周装有一系列转子杆12A。在转子铁心12的中心位置，沿其纵向具有一条由一系列垫片33形成的空气通路。

当牵引电动机50工作时，所述转子转动，借助转子杆12A的风扇作用，使得牵引电动机50内的空气从转子铁心12周围被排出，如图9所示。与此同时，借助位于转子铁心12中心位置的垫片33的风扇作用，使得空气通路34内的空气从转子铁心12周围被排出，如图9所示。从转子中排出的空气在流动路线中循环，从如图4所示的定子铁心4的空气通道4A，通过支架28和29的内圆周，并回到转子内部，如图8箭头所示。由于一系列吸热片28B和29B沿循环空气的通道布置，因此循环空气的热量被这些吸热片28B和29B有效地吸收。从吸热片28B和29B传导至支架28、29的热量被散热片28A和29A辐射到牵引电动机50的外部。

按照本实施例，由于支架28、29由具有高导热性的材料制成，例如铝合金，所以本实施例的牵引电动机的冷却效果极佳。此外，由于空气在牵引电动机内循环并与吸热片28B和29B有效接触，因此制冷效果更得以改善。

由于空气沿纵向在转子铁心12的中心位置循环，而且该处是所有牵引电动机50内温度更高的部位，因此牵引电动机的冷却效果进一步改善。

此外，由于支架28、29由具有高导热性的材料制成，例如铝合金，因此在本实施例中，即使牵引电动机50内具有一系列冷却片28A、28B、29A和29B，牵引电动机50重量的增加也能被减小。因此，按照本实施例的一种用于有轨电车的全封闭、自冷却牵引电动机，除具有第一实施例的效果外，还能够具有较轻的重量。

图11是按照本发明第四个实施例的用于有轨电车的全封闭牵引电动机的纵向半剖视图，该电动机是鼠笼式感应电动机。此外，图12是沿图11线C-C的牵引电动机侧剖视图。严格地说，图11是沿图12线A-A的牵引电动机的一个视图。

在图11和图12中，牵引电动机150具有筒形框架106a，该架106a由低碳钢板制成，其横截面呈U形。侧框架106b外，圆周的配合部分在左视图中(未显示)呈盘状，它通过一系列螺栓(未显示)被安装和固定到筒状框架106a的左端，并成为筒状框架106a的开口侧。主框架106包括该侧框架106b和筒形框架106a。

在图12的右上侧具有两个通气孔108A、108B，在图11中这两个通气孔108A、108B位于筒状框架106a的左、右两侧，其横截面为矩形。该牵引电动机150还具有连接部分110b，它由低碳钢板制成，其横截面呈倒U形。连接部分106的下部开口端分别插入通气孔108A、108B并与之焊接在一起。相应地，连接部分110b用作冷却器110B的入口。

三个钢制空气管111B的两端贯穿连接部分110b的左、右两侧，并且分别和连接部分110b焊接在一起。一系列由薄的低碳钢板制成的呈指针形的冷却片112B等距装在空气管111B上，从而使得空气管111B贯穿一系列的冷却片112B。

冷却片112B和三个空气管111B焊接在一起，其底端焊接在筒状框架106a的顶部。

一个支承板109预先从内部插入筒状框架106a的右端中部，一球轴承105从外侧压配至支承板109的内表面。同样，一滚柱轴承104从左侧压入侧框架106b的中部。

这些球轴承105和滚柱轴承104被预先压配至转子轴103上。在这些轴承中，轴承保持架115A固定左侧的滚柱轴承104，该保持架115A的内部从左侧固定到侧框架106b的中部。轴承保持架115B固定右侧的球轴承105，该保持架115B的左侧固定在支承板109的内表面。

转子铁心113的安装使得转子轴103被插入转子铁心113。转子铁心113的两侧由固定到转子轴103两侧的铁心夹持器113a固定。八个空气孔113b沿轴向间隔45°地在转子铁心113上形成，如图12所示。

一个内部风扇107从位于左侧的铁心夹持器113a的右侧压配至转子轴103上，并固定于此。一系列转子杆114插入由转子铁心113外表面形成的相应槽中(未显示)，而且这些转子杆114的两端分别和端环114a相连。

另一方面，一定子铁心102被压装到筒状框架106a内表面的中部。一系列定子线圈101分别插入由定子铁心102内表面沿轴向形成的槽内。定子线圈101两端的线圈尾部分别从定子铁心102的两侧伸出。

在筒形框架106a的左上侧，一上部安装座116和筒状框架106a焊接在一起，如图12所示。同样，在筒形框架106a的左下侧，一下部安装座117如图12所示和筒状框架106a焊接在一起，并且位于上部安装座116的下侧。

在图12的这些安装座中，上部安装座116通过键118a安装在转向架横梁18上，并且通过一个螺栓119固定。另一方面，在下侧的下部安装座117通过一个螺栓119固定在转向架横梁118的下侧。

此外，在上部安装座16上有一个吊装孔116a。带有转向架的车轮120和轴120a如图中点划线所示位于牵引电动机150的筒状框架106a的右侧，铁轨12位于车轮120的下端，车体123位于车轮120之上。

在如上所述的用于有轨电车的全封闭牵引电动机中，为了将这种全封闭牵引电动机安装到转向架上，牵引电动机从转向架上方逐渐下降，上部安装座116通过一键118a被放置在转向架的上方，上部安装座116和下部安装座117如图13所示由螺栓119固定到横梁118上。

此外，当定期检修全封闭牵引电动机150时，在转向架和车体123分离之后，使螺栓119松开，使用吊装孔116a把牵引电动机150向上提升，如图13点划线所示。

此外，在如图13实线所示的装配状态，这种用于有轨电车的全封闭牵引电动机150安装在左侧横梁118和右侧轴120a之间。该牵引电动机150在轴向位于两侧车轮120之间。车体123的底端和牵引电动机150的上方相对，牵引电动机150的下侧和铁轨121相对。这样一来，牵引电动机150被装在一有限的空间内。

当有轨电车行驶时，内部风扇107也和转子轴103一起转动，该内部风扇107使得空气由筒状框架106a上的通气孔108A流入冷却器108的连接部分110b，如图11箭头A所示。在空气如箭头A2所示从该连接部分110b流过三个空气管111B的内部之后，空气流到右侧的连接部分110b。

被冷却的空气从右侧的连接部分110b由通气孔108B流入筒状框架106a的内部，如箭头A3所示。然后，内部风扇107通过定子铁心102内表面和转子铁心113外表面之间的间隙吸入部分被冷却空气，如箭头A4所示。

此外，另外一部分流入筒状框架106a内部的被冷却空气流至每个在转子铁心113上形成的空气孔113b的左侧，并且同样被内部风扇107吸入。因此，空气在筒状框架106a内以箭关A1-A2-A3-A4-A5所示顺序循环，如图11所示。

该循环冷却空气使得定子铁心102和定子线圈101以及转子铁心113和转子杆114均被冷却。

此外，全封闭牵引电动机装配在一有轨电车上的情况下，减小装在每个列车上的牵引电动机的数量更得到一便宜的电气列车。因此，每个牵引电动机应具有足够的动力输出以及减小的尺寸，以便安装在如上所述的有限空间内。此外，为使列车高速行驶。牵引电动机也应具有较轻的重量。

因此，按照本实施例为有轨电车提供的一种全封闭牵引电动机，该牵引电动机的尺寸减小重量轻，额定功率提高。

在按照本发明第四个实施例的具有上述结构的用于有轨电车的全封闭牵引电动机150之上，因为热量从定子铁心102的外表面通过筒状框架106a传导至冷却片112B，所以定子铁心102和定子线圈101能够被有效地冷却。但是转子铁心113和转子杆114只被箭头A4，A5所示的冷却风冷却，因此其冷却效果低于定子的冷却效果。

例如，按照本发明人进行测量的结果，夏季工作时，转子杆114和定子线圈101之间的最大温差为40℃，而转子杆114的温度比定子线圈101的温度高。

转子杆114的温度上升值决定了用于有轨电车的这种全封闭牵引电动机150的额定输出的上限。

此外，还希望控制用于有轨电车的具有小尺寸、轻重量以及高额定功率的全封闭牵引电动机的转子温度的升高。

为了达到这种目的，下面提供了按照本发明的第五实施例。

在下文将参照附图描述按照本发明第五实施例的一种用于有轨电车的全封闭牵引电动机。

图14是按照本发明第五实施例的用于有轨电车的全封闭牵引电动机150的纵向半剖视图，该电动机是一个鼠笼式感应电动机。图15是沿图14线B-B的牵引电动机150的侧剖视图。严格讲，图14是沿图15线A-A的牵引电动机150的一个视图。在这里，图14和图15分别和显示本发明第四实施例的图11和图12相对应。

在图14和图15中，和按照本发明第四实施例的图11和图12不同的是冷却器的结构和数量，图14和图15的所有其它部件均和图11和图12相同。因此，和图11和图12中的部件相同的部件采用同样的参考标号，而且将不对它们再作解释。

在图14和图15中，在筒状框架106a的上部两侧沿轴向以和第四实施例相同的方式形成通气孔108A、108B。此外，如图15所示，一个略窄的开口108D在右下侧形成(在车轮120一侧)，和开口108D具有同样结构的开口108C在图14中的通气孔108A的下侧形成，并且和开口108D是对称的。

由铝合金制成的凸缘部分110C围焊在每个铝合金制成的连接部分110a的下端。铝合金制成的连接部分110a通过铝合金制的凸缘部分110C由通气孔108A、108B处的螺栓119分别固定到筒状框架106a上。

三个铝合金制的空气管111A连在这些连接部分110a的相对侧面之间。一系列铝合金板制的指针形的冷却片112A安装并焊接在空气管111A上。冷却片112A的下端较图11所示冷却片112B的下端短。

冷却器110A包括连接部分110a以及三个具有一系列冷却片112A的铝合金制的空气管111A，相应地，连接部分110a用作冷却器110A的入口。其结果是在冷却片112A的下端和圆筒状框架106a的上端形成一小的间隙。同样，一个小冷却器110D具有两个连接部分110d，具有小冷却片112D的两个空气管111D由螺栓119固定到开口108C、108D上。

在用于有轨电车的具有这种结构的全封闭牵引电动机150中，内部风扇107使冷却空气沿箭头A1、A2、A3、A4和A5以和图11相同的方式循环，而且冷却空气被定子和转子加热。被加热的空气在流过冷却器110A的空气管111A的过程中被冷却。同样，被加热的空气在流过冷却器110D的空气管111D的过程中被冷却。

在此，由于冷却空气管111A的冷却片112A的底端不和筒状框架106a相连，因此从定子铁心102传导来的热量被隔断，而且从定子铁心102传来的热量可能被阻挡。相应地，由冷却器110D下侧附加冷却的连通，本实施例能够减小冷却空气温度的升高。

具体来说，降低如箭头A3所示流入筒状框架106a的冷却空气的温度和降低如图14箭头A4和A5所示从右流至左的冷却空气的温度是可能的。例如，按照本发明人的测量结果，当夏季工作时，转子杆114和定子线圈101之间最大的温差为20℃。因而，在牵引电动机150中，变得高于定子一侧温度的转子温度可以较图11所示的牵引电动机150中的相应温度降低20℃。

图16是和图15对应的，按照本发明第六实施例的用于有轨电车的全封闭牵引电动机150的侧剖视图。

图16和图15不同的是：上侧冷却器110A1的连接部分110a1被焊接并固定到筒状框架106a上。

在用于有轨电车的具有这种结构的全封闭牵引电动机150中，如图13所示当把这种全封闭牵引电动机装配到一个转向架上时，位于下侧的冷却器110D从牵引电动机150的主体上卸除，然后牵引电动机通过螺栓119固定到转向架的横梁上。在这之后，冷却器110D通过螺栓119以与图14、15相同的方式被固定到用于有轨电车的全封闭牵引电动机150的主体上。

因而，上侧冷却器110A1不需要通过螺栓119来固定，省去固定工作是一个优点，因此在检修和保养期间，松动螺栓的检修工作可以省去。

此外，下侧冷却器110D的安装不受螺栓119紧固的限制。下侧冷却器可用于这样的结构，即在用于有轨电车的全封闭牵引电动机装配到转向架上之后，安装该下侧冷却器。

图17是和图14相对应的，为按照本发明第七实施例的用于有轨电车的全封闭牵引电动机的纵向半剖视图。

图17和图14不同的是：在冷却器110C的每个连接部分110a和筒状框架106a之间有一个聚苯撑硫树脂制成的热绝缘材料122，该材料通过螺栓119固定。

在这种情况中，进一步减少从筒状框架106a传导至冷却器110C的热量，以及进一步降低流入筒状框架106a内部以冷却转子及类似部件的冷却空气的温度是可能的，该冷却空气的温度低于图14所示牵引电动机150中冷却空气的温度。

此外，在上面的实施例中描述了由铝合金制成的冷却器110A、110A1及110C，但是它们也可由不锈钢或具有高导热性的铜或铜合金制造而成。

此外，尽管就牵引电动机而言，上面诸实施例描述了一种鼠笼式感应电动机，但是本发明与是否装有内部风扇和外部冷却器无关，它适用于任何牵引电动机。

按照上面所述的本发明，为有轨电车提供一种全封闭牵引电动机是可能的，这种牵引电动机能够提高其冷却效果，并且能够使其尺寸减小、重量轻。此外，为有轨电车提供一种能提高电流容量和额定功率的全封闭牵引电动机是可能的。按照本发明，它可为有轨电车提供一种全封闭牵引电动机，这种电动机可防止被引入的空气对牵引电动机的污染，并取消对牵引电动机的定期保养。此外，它还可为有轨电车提供一种全封闭牵引电动机，这种电动机可减小由其产生的噪音。

显而易见，按照上面的教导，可以对本发明作出很多的修改和变化。因此可以理解，本发明并不仅限于上面的特定描述而应以所附的权利要求书的范围为准。

Claims (16)

1.一种用于有轨电车的全封闭牵引电动机，所述牵引电动机包括：

全封闭筒状框架结构；

一可转动支承在所述框架结构上并与所述框架结构同轴的转子轴；

一同轴固定在该转子轴上并且和所述转子轴一体转动的圆柱形转子；

一固定在所述框架结构的内表面并且和所述转子轴同轴的筒形定子，在所述定子的内表面和所述转子的外表面之间保持有一间隙；

其特征在于：

所述框架结构具有一窗口；以及

一安装在所述框架结构上用以覆盖所述窗口的冷却装置，以及一系列固定在所述冷却装置内部的吸热片和一系列固定在所述冷却外部的散热片。

2.如权利要求1所述的用于有轨电车的全封闭牵引电动机，其特征在于：

所述框架结构包括一具有一侧开口的筒状框架以及一固定在所述筒状框架以覆盖所述侧开口的轴承支架；

所述筒状框架具有一系列上部窗口，一系列下部窗口以及一系列侧窗口；

所述冷却装置包括一系列上部冷却装置，一系列下部冷却装置以及一系列侧冷却装置，每个冷却装置被装在所述筒状框架上，用以覆盖上部窗口、下部窗口以及侧窗口中的一个以及一系列固定在上部冷却装置、下部冷却装置以及侧冷却装置中的一个冷却装置内部的吸热片，一系列固定在上部冷却装置、下部冷却装置以及侧冷却装置中的一个冷却装置外部的散热片。

3.如权利要求1所述的一种用于有轨电车的全封闭牵引电动机，其特征在于：

所述框架结构包括具有一侧开口的筒状框架以及一固定在所述筒状框架上用以覆盖所述侧开口的轴承支架；

所述轴承支架具有一个和所述窗口一样的侧窗口；以及

所述冷却装置包括一安装在所述轴承支架上用以覆盖所述侧窗口的侧冷却装置以及一系列固定在所述侧冷却装置内部的吸热片和一系列固定在所述侧冷却装置外部的散热片。

4.如权利要求1所述的用于有轨电车的全封闭牵引电动机，其特征在于：

所述转子包括一个转子铁心和一系列转子杆；

沿所述转子铁心轴向具有一系列空气孔。

5.一种用于有轨电车的全封闭牵引电动机，所述牵引电动机包括：

全封闭的筒状框架结构；

一可转动支承在所述框架结构上并且与所述框架结构同轴的转子轴；

一同轴固定在所述转子轴上并且与所述转子轴一起转动的圆柱转子；

一固定在所述框架结构的内表面并且和所述转子轴同轴的筒形定子，在所述定子的内表面和所述转子的外表面之间保持有一间隙；

其特征在于，还包括：

一固定在所述转子轴上并且与所述转子轴一起转动的用于空气循环的风扇；

在所述框架结构的上部具有一对空气口；

一位于所述框架上表面的冷却装置，所述冷却装置包括一对连接部分，一位于连接部分之间的冷却管以及一系列固定到所述冷却管上的冷却片；

所述连接部分固定在所述框架结构的上表面，从而盖住相应的空气口之一；

所述框架结构还具有一个窗口；以及

一安装在所述框架结构上以覆盖所述窗口的冷却装置，一系列固定在所述冷却装置内部的吸热片以及一系列固定在所述冷却装置外部的散热片。

6.如权利要求5所述的用于有轨电车的全封闭牵引电动机，其特征在于：

所述框架结构具有和所述窗口相同的一系列侧窗口以及一系列下部窗口；

所述冷却装置包括一系列侧冷却装置以及一系列下部冷却装置，每个冷却装置被装在所述框架结构上，从而覆盖所述侧窗口和下部窗口中的一个，以及一系列固定在所述侧冷却装置和下部冷却装置中的一个冷却装置内部的吸热片和一系列固定在所述侧冷却装置和下部冷却装置中的一个冷却装置外部的散热片。

7.如权利要求5所述的用于有轨电车的全封闭牵引电动机，其特征在于：

所述转子包括一个转子铁心和一系列转子杆；

所述转子铁心沿轴向具有一系列空气孔。

8.一种用于有轨电车的全封闭牵引电动机，所述牵引电动机全封闭的筒状框架结构；

一可转动支承在所述框架结构上并且与所述框架结构同轴的转子轴；

一同轴固定在所述转子轴上并且和所述转子轴一起转动的圆柱形转子；

一固定在所述框架结构内表面上并且和转子轴同轴的筒形定子，在所述定子的内表面和所述转子的外表面间保持有一间隙；

其特征在于：

所述框架结构包括一个具有两个侧开口的筒状框架以及一对固定在所述筒状框架上用以盖住侧开口之一的支架；

所述支架由具有高导热性的材料制成，它至少包括铝、铝合金、不锈钢、铜以及铜合金中的一种材料；

一系列分别固定在所述支架内部的吸热片；以及

一系列分别固定在所述支架外部的散热片。

9.如权利要求8所述的用于有轨电车的全封闭牵引电动机，其特征在于：

所述转子包括一个转子铁心和一系列转子杆；

所述转子铁心沿轴向具有一系列空气孔；

在所述转子铁心纵向中心位置具有一个空气通道，所述空气通道的内部通过所述空气孔和所述转子铁心的外部相连，所述空气通道的外圆周和所述定子内表面和所述转子外表面之间的间隙相连。

10.一种用于有轨电车的全封闭牵引电动机，所述牵引电动机包括：

全封闭的筒状框架结构；

一可转动支承在所述框架结构上并且和所述框架结构同轴的转子轴；

一同轴固定在所述转子轴上并且和所述转子轴一起转动的柱形转子；

一固定在所述框架结构内表面并且和所述转子轴同轴的筒形定子，在定子的内表面和转子的外表面之间保持有一个间隙；

其特征在于，还包括：

一个固定在所述转子轴上并且和所述转子轴一体转动的用于空气循环的内部风扇；

一对位于所述框架结构上部的通气孔；

一个位于所述框架结构上表面的冷却器，所述冷却器包括一对连接部分，在所述连接部分之间的一个冷却管以及一系列固定在冷却管上的冷却片；

所述连接部分固定在所述框架结构的上表面，用于分别盖住一个通气孔。

11.如权利要求10所述的用于有轨电车的全封闭牵引电动机，其特征在于：

所述冷却器包括一系列连在所述连接部分和一系列所述冷却片之间的冷却管；

所述冷却片固定在所述冷却管上，从而使得在所述框架结构的上表面和所述冷却片的下表面之间形成一间隙。

12.如权利要求11所述的用于有轨电车的全封闭牵引电动机，其特征在于：

所述冷却器被固定到所述框架结构上，从而使得所述连接部分通过热绝缘材料固定到所述框架结构的上表面。

13.如权利要求11所述的用于有轨电车的全封闭牵引电动机，其特征在于：

在每个连接部分的一端具有凸缘部分，而且所述冷却器被固定到所述框架结构上，从而使得所述连接部分通过所述凸缘部分固定到所述框架结构的上表面。

14.如权利要求11所述的用于有轨电车的全封闭牵引电动机，其特征在于；

每个冷却片由具有高导热性的材料制成，它至少包括铝、铝合金、不锈钢、铜及铜合金中的一种材料。

15.如权利要求11所述的用于有轨电车的全封闭牵引电动机，其特征在于：

一个位于所述框架结构下表面的下部冷却器；

在所述框架结构的下部还具有一对下部通气孔；以及

所述下部冷却器包括一对下部连接部分，在连接部分之间的一系列下部连接管以及一系列固定在所述下部冷却管上的下部冷却片，所述下部连接部分固定在所述框架结构的下表面，用以分别覆盖一个下部通气孔，所述冷却片被固定到所述下部冷却管上，从而使得在所述框架结构的下表面和每个下部冷却片的上端之间形成一个间隙。

16.如权利要求15所述的用于有轨电车的全封闭牵引电动机，其特征在于：

每个冷却片和每个下部冷却片均由具有高导热性的材料制造而成，它至少包括铝、铝合金，不锈钢，铜以及铜合金中的一种材料。

Images