CN112186952A - 一种永磁牵引电机 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种永磁牵引电机，包括机壳、转子和冷却器，机壳设有外通风道，转子具有转子通风孔，至少一个冷却器固设于机壳外，每个冷却器设有冷却风道，冷却风道与转子通风孔连通形成内通风道，使转子通风孔散出的热空气通过冷却风道初步实现冷却；进一步地，外通风道的两端分别与外界相连通，且内通风道与外通风道相交，使内通风道排出的热空气部分流经外通风道的外壁，内通风道的空气与外通风道空气不混合，通过风道壁面使外通风道对内通风道进一步实现冷却。由此可知，本发明所提供的永磁牵引电机的内通风道的热空气分两路分别流入冷却风道及外通风道，实现双重冷却，转子冷却效率较高，有效降低故障率，可靠性得到提升。

Description

一种永磁牵引电机
技术领域
本发明涉及电机领域，特别涉及一种永磁牵引电机。
背景技术
考虑到永磁牵引电机具备体积小、功率高、输出转矩大等优势，使永磁牵引电机成为目前轨道交通车辆的主要动力来源，因此优化永磁牵引电机的结构显得尤为必要。
为防止铁屑与磁性粉尘进入电机，永磁牵引电机通常采用密封机壳，这使得散热效果的好坏成为决定其性能优劣的关键因素。以采用风冷散热的永磁牵引电机为例，这类永磁牵引电机内的机壳上设有外循环风路。机壳内安装有散热风扇，从转子通风孔散出来的热空气在散热风扇驱动下分别沿定子散热槽及定子与转子间的气隙循环，由此形成内循环风路。
然而，现有永磁牵引电机的外循环风路与内循环风路由机壳分隔开，二者相互独立，内循环风路在电机内循环，使转子的散热效率相对较低，极易导致转子及定子出现温升过高情况，转子温升过高可能使轴承出现故障，定子温升过高极易出现不可逆的退磁问题，这些问题均可能影响永磁牵引电机正常运转，可靠性相对较低。
因此，如何提升永磁牵引电机的可靠性是本领域技术人员需解决的技术问题。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种永磁牵引电机，固设于机壳外的冷却器设有冷却风道，冷却风道与转子的转子通风孔所形成内通风道与机壳的外通风道相交，使内通风道的热空气分两路分别流入冷却器的冷却风道及外通风道实现双重冷却，有效降低转子温度，可靠性较高。
其具体方案如下：
本发明所提供的永磁牵引电机，包括：
机壳，机壳设有两端分别用于与外界相连通的外通风道；
设于机壳内且具有转子通风孔的转子；
至少一个固设于机壳外的冷却器，每个冷却器设有冷却风道，冷却风道与转子通风孔连通形成与外通风道相交的内通风道。
优选的，还包括设于机壳内的定子，定子与转子之间设有气隙通道，气隙通道与内通风道相连通。
优选的，全部冷却器呈圆环状均匀分布。
优选的，冷却器包括分别对称设于机壳顶部及底部的顶部冷却器和底部冷却器。
优选的，外通风道与冷却风道沿径向相对。
优选的，还包括：
用于检测冷却风道出风口的当前温度的温度检测件；
用于发出警报的报警器；
分布与温度检测件及报警器相连的控制器，控制器用于根据温度检测件发送的信号在当前温度超出预设温度时启动报警器。
优选的，还包括：
设于转子以随转子同步转动的散热扇；
罩于散热扇外周、用于引导热空气在内通风道内流通以减小内通风道涡流损耗的扩压器。
优选的，扩压器包括导流罩，导流罩内固定有若干导流板，全部导流板呈圆弧状且沿圆环状分布。
优选的，导流罩的四个象限规律地设有导流板，任意相邻两象限内的导流板轴对称，任意相对两象限内的导流板中心对称。
优选的，导流板包括设于内通风道出风口中心的出风口导流板。
相对于背景技术，本发明所提供的永磁牵引电机，包括机壳、转子和冷却器，机壳设有外通风道，设于机壳内的转子具有转子通风孔，至少一个冷却器固设于机壳外，每个冷却器设有冷却风道，冷却风道与转子通风孔连通形成内通风道，使转子通风孔散出的热空气通过冷却风道初步实现冷却；进一步地，外通风道的两端分别与外界相连通，且内通风道与外通风道相交，使内通风道排出的热空气部分流经外通风道的外壁，内通风道空气与外通风道空气不混合，通过风道壁面使外通风道对内通风道进一步实现冷却。由此可知，本发明所提供的永磁牵引电机的内通风道的热空气分两路分别流入冷却器的冷却风道及外通风道，实现双重冷却，转子冷却效率较高，降低故障率，可靠性自然有所提升。
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，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1为本发明一种具体实施例所提供的永磁牵引电机剖面图；
图2为图1的局部剖面图；
图3为图1中扩压器的结构图；
图4为图1中扩压器、机壳及散热扇的组装剖面图。
附图标记如下：
机壳1、转子2、冷却器3、定子4、散热扇5和扩压器6；
外通风道11；
转子通风孔21；
冷却风道31；
气隙通道41；
导流罩61和导流板62。
具体实施方式
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。
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明。
请参考图1图4，图1为本发明一种具体实施例所提供的永磁牵引电机剖面图；图2为图1的局部剖面图；图3为图1中扩压器的结构图；图4为图1中扩压器、机壳及散热扇的组装剖面图。
本发明实施例公开了一种永磁牵引电机，包括机壳1、转子2和冷却器3，机壳1内设有转子2及定子4，机壳1起保护作用。
转子2具有转子通风孔21，转子通风孔21具体为沿转子2轴向贯穿的贯穿孔，转子通风孔21用于带走转子2内的热空气。
机壳1外周固设有至少一个冷却器3，每个冷却器3均设有冷却风道31，冷却风道31具体为沿机壳1的轴向贯穿的贯穿孔，冷却器3自身可通过热交换带走冷却风道31内的空气热量。为保证散热均匀，全部冷却器3呈圆环状均匀分布，实现均匀散热。具体地，机壳1设有两个冷却器3，分别为顶部冷却器和底部冷却器，顶部冷却器和底部冷却器分别对称设于机壳1的顶部及底部。当然，冷却器3的分布方式不限于此。
冷却风道31与转子通风孔21连通形成内通风道，使转子通风孔21排出的热空气流入冷却风道31内，借助冷却风道31初步实现冷却。内通风道内的空气流向具体参照附图2中虚线箭头的指向。
机壳1设有外通风道11，外通风道11的两端分别与外界相连通，使外界冷空气与外通风道11的热空气进行热交换，使外通风道11也实现冷却。具体地，外通风道11为设于机壳1的侧壁且沿机壳1轴向延长的贯穿孔。外通风道11内的空气流向具体参照附图2中实线箭头的指向。内通风道与外通风道11相交，使内通风道排出的热空气部分流经外通风道11的外壁，内通风道的空气与外通风道11的空气不混合，通过风道壁面使外通风道11对内通风道进一步实现冷却。
综上所述可知，本发明所提供的永磁牵引电机的内通风道的热空气分两路分别流入冷却器3的冷却风道31及外通风道11，实现双重冷却，转子2冷却效率较高，故障率降低，可靠性自然有所提升。
为使定子4也实现冷却，本发明还包括定子4，定子4固设于机壳1内壁。定子4与转子2之间设有气隙通道41，气隙通道41与内通风道相连通，使经冷却风道31及外通风道11共同冷却的冷空气分别流入气隙通道41和转子通风孔21，进而带走冷却气隙通道41内热空气的热量，使气隙通道41实现冷却，进而使定子4实现降温，有利于进一步降低故障率，可靠性进一步有所提升。
在机壳1的径向方向，外通风道11与冷却风道31相对，使冷却风道31能够冷却外通风道11，从而改善外通风道11的冷却效果，有利于更进一步降低转子2的温度，更进一步提升可靠性。当然，外通风道11与冷却风道31的位置关系不限于此。
本发明还包括温度检测件、报警器和控制器，温度检测件用于检测冷却风道31的出风口的当前温度。温度检测件具体可以是温度传感器。当温度检测件检测到冷却风道31出风口的当前温度超出预设温度时，意味着经冷却风道31冷却后的热空气温度仍较高，此时温度检测件发送信号至控制器，控制器启动报警器，提醒检修人员，防止转子2的温度过高。预设温度是指转子2所能承受的最高温度。
本发明还包括散热扇5和扩压器6，散热扇5设于转子2上，散热扇5随转子2同步转动，将转子通风孔21内的热空气吹入外通风道11及冷却风道31中。散热扇5设有若干沿径向延伸的扇叶，全部扇叶呈圆环状均匀分布。扩压器6罩于散热扇5外周，随散热扇5同步转动。经散热扇5吹出的热空气在扩压器6的引导下流入内通风道内，减小内通风道空气紊流的风险，进而减小内通风道涡流损耗，同时减小热空气对机壳1的冲击，由此提升散热效率。
在该具体实施例中，扩压器6包括导流罩61，导流罩61为具有翻边的圆环状结构。导流罩61内设有若干导流板62，全部导流板62呈圆弧状，全部导流板62沿圆环状分布，使扩压器6实现扩压功能。
具体地，以附图4的当前视图为准，以导流罩61的中心为原点，建立xoy坐标系，x轴沿水平方向延伸，y轴沿竖直方向延伸，由此形成四个象限，此时导流罩61的四个象限内规律地设有导流板62，任意相邻两象限内的导流板62轴对称，任意相对两象限内的导流板62中心对称。其中，第一象限及第三象限内的导流板62主要用于在散热扇5正向转动时起导流作用，相反，第二象限及第四象限内的导流板62主要用于在散热扇5反向转动时起导流作用。
为导流罩61出风均匀，导流板62包括设于内通风道出风口中心的出风口导流板，内通风道的两个出风口分别各设有一个出风口导流板，两个出风口导流板呈八字状分布。
以上对本发明所提供的永磁牵引电机进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (10)

1.一种永磁牵引电机，其特征在于，包括：
机壳(1)，所述机壳(1)设有两端分别用于与外界相连通的外通风道(11)；
设于所述机壳(1)内且具有转子通风孔(21)的转子(2)；
至少一个固设于所述机壳(1)外的冷却器(3)，每个所述冷却器(3)设有冷却风道(31)，所述冷却风道(31)与所述转子通风孔(21)连通形成与所述外通风道(11)相交的内通风道。
2.根据权利要求1所述的永磁牵引电机，其特征在于，还包括设于所述机壳(1)内的定子(4)，所述定子(4)与所述转子(2)之间设有气隙通道(41)，所述气隙通道(41)与所述内通风道相连通。
3.根据权利要求1所述的永磁牵引电机，其特征在于，全部所述冷却器(3)呈圆环状均匀分布。
4.根据权利要求3所述的永磁牵引电机，其特征在于，所述冷却器(3)包括分别对称设于所述机壳(1)顶部及底部的顶部冷却器和底部冷却器。
5.根据权利要求1至3任一项所述的永磁牵引电机，其特征在于，所述外通风道(11)与所述冷却风道(31)沿径向相对。
6.根据权利要求1至3任一项所述的永磁牵引电机，其特征在于，还包括：
用于检测所述冷却风道(31)出风口的当前温度的温度检测件；
用于发出警报的报警器；
分布与所述温度检测件及所述报警器相连的控制器，所述控制器用于根据所述温度检测件发送的信号在所述当前温度超出预设温度时启动所述报警器。
7.根据权利要求1至3任一项所述的永磁牵引电机，其特征在于，还包括：
设于所述转子(2)以随所述转子(2)同步转动的散热扇(5)；
罩于所述散热扇(5)外周、用于引导热空气在所述内通风道内流通以减小所述内通风道涡流损耗的扩压器(6)。
8.根据权利要求7所述的永磁牵引电机，其特征在于，所述扩压器(6)包括导流罩(61)，所述导流罩(61)内固定有若干导流板(62)，全部所述导流板(62)呈圆弧状且沿圆环状分布。
9.根据权利要求8所述的永磁牵引电机，其特征在于，所述导流罩(61)的四个象限规律地设有所述导流板(62)，任意相邻两象限内的所述导流板(62)轴对称，任意相对两象限内的所述导流板(62)中心对称。
10.根据权利要求9所述的永磁牵引电机，其特征在于，所述导流板(62)包括设于所述内通风道出风口中心的出风口导流板。
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