CN111668978A - 一种铁路列车及其双端传动永磁电机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种铁路列车及其双端传动永磁电机，包括：转子结构；套设在转子结构外侧的定子结构，定子结构的机座轴向开设有贯通的通风道；前端盖，定子结构的前端与前端盖密封固定连接，前端盖的径向开设有进风口，进风口与通风道连通；后端盖，定子结构的后端与后端盖密封固定连接，后端盖的径向开设有出风口，出风口与通风道连通；抽气风扇，抽气风扇安装在后端盖的出风口处。本申请中采用前端盖、后端盖以及定子结构构成电机的封闭空间，且抽气风扇位于电机封闭空间之外，保证了电机内部的清洁，使电机能够更加安全可靠的工作。将前端盖的进风口和后端盖的出风口均设置为径向的结构，可适用于双端传动牵引电机对于从电机径向进风的需求。

Description

一种铁路列车及其双端传动永磁电机

技术领域

本发明涉及低地板有轨电车的技术领域，特别涉及一种铁路列车及其双端传动永磁电机。

背景技术

永磁电机利用稀土永磁体励磁，永磁体充磁后能够产生永久磁场。它的励磁性能优异，因此在重量、降低损耗等方面都优于电励磁电机。近年来，随着现代科学技术的快速发展，电磁材料特别是稀土电磁材料性能及工艺逐渐得以提高和改善，再加上电力电子与电力传动技术、自动控制技术的高速发展，永磁同步电机的性能越来越好。再者，永磁同步电动机具有质量轻、体积小、特性好、功率密度大等优点，很多科研机构、企业都在努力积极开展永磁同步电机的研发工作。

在铁路运行环境中，通常存在铁磁体粉尘、制动粉尘以及其它磨耗粉尘等。为了通风冷却，异步牵引电机通常是将线圈暴露在外的，通过冷却风直接吹拂绕组及转子表面进行散热，由于异步电机内不存在永磁体，转子表面的粉尘会被冷却风吹出电机。而永磁电机由于转子中采用了永磁体，若采用类似异步牵引开启式的散热方式，这些粉尘易吸附在转子表面，对电机气隙造成影响，减少电机使用寿命。永磁电机采用全封闭式设计，能很好的防止粉尘进入电机内部，有效确保电机内部冷却系统清洁干净，使电机更加安全可靠、提高维护性，降低噪音。但这种结构会造成电机的散热性能不好，导致转子中永磁体温度过高从而使永磁体失磁，降低了电机的使用寿命。

因此，如何提供一种双端传动永磁电机，以实现全封闭通风冷却，是本技术领域人员亟待解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种双端传动永磁电机，以实现全封闭通风冷却。此外还发明还提供了一种具有上述双端传动永磁电机和铁路列车。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种双端传动永磁电机，其包括：

转子结构；

套设在所述转子结构外侧的定子结构，所述定子结构的机座轴向开设有贯通的通风道；

前端盖，所述定子结构的前端与所述前端盖密封固定连接，所述前端盖的径向开设有进风口，所述进风口与所述通风道连通；

后端盖，所述定子结构的后端与所述后端盖密封固定连接，所述后端盖的径向开设有出风口，所述出风口与所述通风道连通；

抽气风扇，所述抽气风扇安装在所述后端盖的出风口处。

优选的，上述的双端传动永磁电机中，所述前端盖的进风口和所述后端盖的出风口均为L型孔。

优选的，上述的双端传动永磁电机中，所述定子结构包括：

所述机座；

位于所述机座内的所述定子铁心和嵌在所述定子铁心中的定子绕组；

与所述机座的前端压装固定的前定子压圈，所述前定子压圈与所述前端盖固定连接；

与所述机座的后端压装固定的后定子压圈，所述后定子压圈与所述后端盖固定连接。

优选的，上述的双端传动永磁电机中，所述转子结构包括：

位于中心的转轴；

永磁体转子铁心，所述永磁体转子铁心固定装配于所述转轴的外侧；

前转子压圈，所述前转子压圈通过所述转轴上的轴肩定位固装在所述转轴的前端的外侧面，且前转子压圈压装于所述永磁体转子铁心的前端面内圈；

后转子压圈，所述后转子压圈通过与所述转轴过盈配合固装在所述转轴的后端的外侧面，且所述后转子压圈压装于所述永磁体转子铁心的后端面内圈。

优选的，上述的双端传动永磁电机中，所述转子铁心为由转子冲片在所述转轴上叠压布置而成，所述转子铁心的端面靠近外圈贯通开设有磁钢槽，所述磁钢槽为V型磁钢槽，并且该V型磁钢槽的开口朝外，所述磁钢槽内通过永磁体楔紧块安装有永磁体。

优选的，上述的双端传动永磁电机中，所述前转子压圈和所述后转子压圈均具有通风孔并且与所述永磁体转子铁心的通风孔相对；

所述前转子压圈和/或所述后转子压圈上均布有风扇叶片。

一种铁路列车，包括双端传动永磁电机，其中，所述双端传动永磁电机为上述任一项所述的双端传动永磁电机。

本发明提供的一种双端传动永磁电机，在抽气风扇的旋转作用下，冷却风沿前端盖的径向吸入进风口，并流经定子结构的轴向通风道，然后经后端盖从出风口排出。在这个过程中，冷却风与定子铁心、前端盖和后端盖进行热交换。由此将前端盖、后端盖、以及定子结构产生的热量带走，从而实现对前端盖、后端盖以及定子结构的冷却散热。

本申请中采用前端盖、后端盖以及定子结构构成电机的封闭空间，同时抽气风扇位于电机封闭空间之外，从而保证了电机内部的清洁，使电机能够更加安全可靠的工作。此外，将前端盖的进风口和后端盖的出风口均设置为径向的结构，可适用于双端传动牵引电机对于从电机径向进风的需求。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例中的双端传动永磁电机的主视剖视图。

具体实施方式

本发明公开了一种双端传动永磁电机，以实现全封闭通风冷却。此外，本发明还公开了一种具有上述双端传动永磁电机和铁路列车。

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1所示，本申请还公开了一种双端传动永磁电机，其包括：转子结构、定子结构、前端盖1、后端盖6和抽气风扇7。其中定子结构套设在转子结构的外侧，并且定子结构的机座3轴向开设有贯通的通风道；前端盖1、后端盖6和机座3将定子结构和转子结构密封在一个空间内，具体地，定子结构的前端与前端盖1密封固定连接，定子结构的后端与后端盖6密封固定连接。为了对电机内部的定子结构、前端盖1和后端盖6进行散热，本申请中公开的前端盖1的径向开设有进风口，并且该进风口与通风道连通；而后端盖6的径向开设有出风口，并且出风口与通风道连通，从而形成一个冷却风通道。此外，在后端盖6的出风口处还设置了抽气风扇7，为冷却风的流动提供动力。

上述结构，在电机散热时，电机散热过程如下：在抽气风扇7的旋转作用下，冷却风沿前端盖1的径向吸入进风口，并流经定子结构的轴向通风道，然后经后端盖6从出风口排出。在这个过程中，冷却风与定子铁心4、前端盖1和后端盖6进行热交换。由此将前端盖1、后端盖6、以及定子结构产生的热量带走，从而实现对前端盖1、后端盖6以及定子结构的冷却散热。

本申请中采用前端盖1、后端盖6以及定子结构构成电机的封闭空间，同时抽气风扇7位于电机封闭空间之外，从而保证了电机内部的清洁，使电机能够更加安全可靠的工作。此外，将前端盖1的进风口和后端盖6的出风口均设置为径向的结构，可适用于双端传动牵引电机对于从电机径向进风的需求。

具体的实施例中，上述的前端盖1的进风口和后端盖6的出风口均为L型孔，在实际中，可根据不同的需要设置进风口和出风口的路径，只要是沿电机的径向延伸的均在保护范围内。

本申请中公开的定子结构包括：机座3、定子绕组18、定子铁心4、前定子压圈2和后定子压圈5。其中，机座3与前端盖1和后端盖6密封连接形成容置定子和转子的密封空间。定子绕组18嵌在定子铁心4中，此部分为现有技术结构，即本申请中的核心不是对此部分更改，因此，此部分可参考现有已知的定子绕组18和定子铁心4。本申请中的前定子压圈2与机座3的前端压装固定后与前端盖1固定连接；后定子压圈5与机座3的后端压装固定后与后端盖6固定连接。优选的，采用螺栓结构装配。此处公开了一种定子结构与前端盖1和后端盖6的连接方式，但是本申请不限于此。

进一步的实施例中，上述的转子结构包括：位于中心的转轴8；永磁体转子铁心14，该永磁体转子铁心14固定装配于转轴8的外侧；前转子压圈17，该前转子压圈17通过转轴8上的轴肩定位固装在转轴8的前端的外侧面，且前转子压圈17压装于永磁体转子铁心14的前端面内圈；后转子压圈11，该后转子压圈11通过与转轴8过盈配合固装在转轴8的后端的外侧面，且后转子压圈11压装于永磁体转子铁心14的后端面内圈。前永磁体端板15固定装配于前转子压圈11的外侧面后部，且前永磁体端板15压装于永磁体转子铁心14的前端面外圈；后永磁体端板10固定装配于后转子压圈11的外侧面前部，且后永磁体端板10压装于永磁体转子铁心14的后端面外圈。前永磁体端板压圈固定装配于前转子压圈11的外侧面前部；前永磁体端板压圈的外圈压装于前永磁体端板15的前端面；前永磁体端板压圈的内圈压装于前转子压圈11的前端面外圈；前永磁体端板压圈的前端面外圈开设有前平衡槽。后永磁体端板压圈固定装配于后转子压圈11的外侧面后部；后永磁体端板压圈的外圈压装于后永磁体端板10的后端面；后永磁体端板压圈的内圈压装于后转子压圈11的后端面外圈；后永磁体端板压圈的后端面外圈开设有后平衡槽。上述的前平衡槽和后平衡槽内均设置有平衡块16。

永磁体转子铁心14为由转子冲片在转轴8上叠压布置而成，永磁体转子铁心14的端面靠近外圈贯通开设有磁钢槽，磁钢槽为V型磁钢槽，并且该V型磁钢槽的开口朝外，磁钢槽内通过永磁体楔紧块13安装有永磁体12，具体的，该永磁体12为钐钴永磁体。并且上述的永磁体槽围绕永磁体转子铁心14的轴线均匀分布。每个永磁体槽内嵌装的永磁体12的个数可根据不同需要进行设置。

更进一步的实施例中，前转子压圈17和后转子压圈11均具有通风孔并且与永磁体转子铁心14的通风孔相对，此外，在前转子压圈17和/或后转子压圈11上均布有风扇叶片。前转子压圈17及后转子压圈11上的风扇叶片在转子旋转作用下，产生循环风，循环风与前端盖1和后端盖6进行热交换，由此将轴承和转子产生的热量带走，从而冷却转子及轴承。

由于前转子压圈17及后转子压圈11上具有风扇叶片，使得转子压圈具有风扇的功能，而不需要在转子上安装风扇，使得转子结构紧凑。

此外，该双端传动永磁体还包括引出线、水平散热筋、旋转变压器9。其中，引出线贯穿固定于机座3的上方，且引出线的末端与定子绕组18的端头连接；水平散热筋位于后端盖6的后端面；旋转变压器9的定子固定装配于后外轴承盖的后端面；旋转变压器9的转子固定装配于轴头压板的外侧面后部。

另外，本申请还公开了一种铁路列车，包括双端传动永磁电机，其中，该双端传动永磁电机为上述实施例中公开的双端传动永磁电机，因此，具有该双端传动永磁电机的铁路列车也具有上述所有技术效果。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (7)

1.一种双端传动永磁电机，其特征在于，包括：

转子结构；

套设在所述转子结构外侧的定子结构，所述定子结构的机座(3)轴向开设有贯通的通风道；

前端盖(1)，所述定子结构的前端与所述前端盖(1)密封固定连接，所述前端盖(1)的径向开设有进风口，所述进风口与所述通风道连通；

后端盖(6)，所述定子结构的后端与所述后端盖(6)密封固定连接，所述后端盖(6)的径向开设有出风口，所述出风口与所述通风道连通；

抽气风扇(7)，所述抽气风扇(7)安装在所述后端盖(6)的出风口处。

2.根据权利要求1所述的双端传动永磁电机，其特征在于，所述前端盖(1)的进风口和所述后端盖(6)的出风口均为L型孔。

3.根据权利要求1所述的双端传动永磁电机，其特征在于，所述定子结构包括：

所述机座(3)；

位于所述机座(3)内的所述定子铁心(4)和嵌在所述定子铁心(4)中的定子绕组(18)；

与所述机座(3)的前端压装固定的前定子压圈(2)，所述前定子压圈(2)与所述前端盖(1)固定连接；

与所述机座(3)的后端压装固定的后定子压圈(5)，所述后定子压圈(5)与所述后端盖(6)固定连接。

4.根据权利要求1所述的双端传动永磁电机，其特征在于，所述转子结构包括：

位于中心的转轴(8)；

永磁体转子铁心(14)，所述永磁体转子铁心(14)固定装配于所述转轴(8)的外侧；

前转子压圈(17)，所述前转子压圈(17)通过所述转轴(8)上的轴肩定位固装在所述转轴(8)的前端的外侧面，且前转子压圈(17)压装于所述永磁体转子铁心(14)的前端面内圈；

后转子压圈(11)，所述后转子压圈(11)通过与所述转轴(8)过盈配合固装在所述转轴(8)的后端的外侧面，且所述后转子压圈(11)压装于所述永磁体转子铁心(14)的后端面内圈。

5.根据权利要求4所述的双端传动永磁电机，其特征在于，所述转子铁心(14)为由转子冲片在所述转轴(8)上叠压布置而成，所述转子铁心(14)的端面靠近外圈贯通开设有磁钢槽，所述磁钢槽为V型磁钢槽，并且该V型磁钢槽的开口朝外，所述磁钢槽内通过永磁体楔紧块(13)安装有永磁体(12)。

6.根据权利要求4所述的双端传动永磁电机，其特征在于，所述前转子压圈(17)和所述后转子压圈(11)均具有通风孔并且与所述永磁体转子铁心(14)的通风孔相对；

所述前转子压圈(17)和/或所述后转子压圈(11)上均布有风扇叶片。

7.一种铁路列车，包括双端传动永磁电机，其特征在于，所述双端传动永磁电机为如权利要求1-6任一项所述的双端传动永磁电机。

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