CN112491203A - 一种动车组牵引电机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及牵引电机，具体为一种动车组牵引电机。解决现有的自通风牵引电机的通风结构不适用于城际动车组的问题。一种动车组牵引电机，具备三通路通风结构。电机采用分体式接线盒，在格兰头免拆的条件下，三相电缆可拆。电机两端设置大容量外凸式泄油腔，在正常补脂条件下，可大大提升轴承运行寿命。电机非传动端设置带检测窗口的紧凑型传感器支架，便于检查传感器探头与测速齿轮之间的安装间隙，采用内沉式安装孔，搭配内沉式防护罩板，缩短了传感器支架轴向装配尺寸，增大电机非传动端检修操作空间。机座传动端与非传动端底部设置除尘孔及阶梯型防护罩板，防止电机内部积水，及时排除电机内部异物。

Description

一种动车组牵引电机

技术领域

本发明涉及牵引电机，具体为一种动车组牵引电机。

背景技术

城际动车组是城市间的快速客运轨道交通方式。城际动车组的发展空间前景越来越广阔。

由于城际动车组的结构、线路坡道及变频器电源质量限制，决定了其配属的牵引电机必须具有功率密度大、温升裕量高、易维护等特点。目前，城际动车组牵引电机采用有强迫通风和自通风两种结构形式。考虑重量小，结构布置简单等优势，自通风电机成为未来的主流方向。由于自通风电机的冷却效果较强迫通风较差，其通风结构设计就尤为重要。同时，为响应逐渐延长的车辆检修周期及降低检修成本要求，电机需具备优秀的可监控性、易维护性与免维护性，以延长电机服役周期。

现有的自通风牵引电机，常应用于地铁等城市交通领域，考虑城市交通运营状况，电机裕量往往较大，电机体积、重量大，功率密度、温升裕量低。在进行电机通风结构设计时，重点考虑转子部分散热，通过在转子铁心轭部开设通风孔，实现冷却风贯穿电机内部对其进行冷却降温。由于城际动车组的结构、线路坡道等因素影响，动车组牵引电机必须具有重量轻、功率密度大、温升低的能力，电机定子是发热量最大的部件之一，地铁自通风电机的通风结构不能适用于城际动车组电机。

城市轨道交通领域的牵引电机，由于车辆往往运行于地下或高架，牵引电机工作环境好，其维护性需求低。而城际动车组工作线路长，其工作路段往往存在碎石、积水等，极易对牵引电机等车下设备造成影响。因此，城际动车组需具备比地铁电机更优良的可维护性。

发明内容

本发明解决现有的自通风牵引电机的通风结构不适用于城际动车组的问题，以及为了适应动车组检修周期延长及降低检修成本趋势，提供一种动车组牵引电机。该动车组牵引电机通过新型通风结构提升通风散热效率，降低电机温度，并通过多处局部结构的改进，适应动车组检修周期延长及降低检修成本趋势，实现电机易维护、方便维修，延长电机服役周期。

本发明是采用如下技术方案实现的：一种动车组牵引电机，包括桶形的机座（即机座的传动端敞口、非传动端不敞口），热套于机座中的定子铁心，转子，安装于转子轴传动端的风扇，传动端端盖；机座非传动端顶部开有进风口，传动端端盖侧边圆周方向开有出风口，转子铁心轭部圆周方向冲制有均布的通风孔；定子铁心轭部圆周方向冲制有均布的通风口。

为增加电机在线时的可维护性与免维护性，电机采用分体式接线盒，在格兰头免拆的条件下，三相电缆可拆，避免破坏格兰头。电机两端设置润滑脂注油泄油通道，大容量外凸式泄油腔，在正常补脂条件下，可大大提升轴承运行寿命。电机非传动端设置带检测窗口的紧凑型传感器支架，便于检查传感器探头与测速齿轮之间的安装间隙，采用内沉式安装孔，搭配内沉式防护罩板，缩短了传感器支架轴向装配尺寸，增大电机非传动端检修操作空间。机座传动端与非传动端底部设置除尘孔及阶梯型防护罩板，防止电机内部积水，及时排除电机内部异物，阶梯型防护罩板，能够有效防止电机底部积水溅入电机。

本发明提出一种动车组牵引电机，具备三通路通风结构，在自通风电机常见的转子风路基础上，增加定子轭部通风道，大大增加自通风牵引电机的通风散热效率，降低电机温升，延长电机绝缘系统寿命，提升电机功率密度，实现电机的轻量化。提出的易维护结构方案，能够大大提升电机检修效率，延长零部件使用寿命，降低检修成本，响应动车组检修周期延长的需求。

附图说明

图1为本发明所述动车组牵引电机的结构示意图；

图2为图1的左视图；

图3为图1的右视图；

图4为本发明所述动车组牵引电机的内部通风结构示意图；

图5为本发明所述动车组牵引电机的定子铁心结构示意图；

图6为扣片结构示意图；

图7为接线盒结构示意图；

图8为本发明所述动车组牵引电机的油脂维护通道结构示意图；

图9为现有常见自通风电机储油泄油结构示意图；

图10为本发明所述动车组牵引电机的储油泄油结构示意图；

图11为本发明所述动车组牵引电机的速度传感器支架结构示意图一；

图12为本发明所述动车组牵引电机的速度传感器支架结构示意图二；

图13为防护罩板结构示意图一；

图14为防护罩板结构示意图二；

图15为机座除尘孔与阶梯型防护罩板示意图；

图16为阶梯型防护罩板结构示意图一；

图17为阶梯型防护罩板结构示意图二；

图18为阶梯型防护罩板的主板结构示意图。

图中：1－机座、2－定子铁心线圈、3－转子、4－风扇、5－传动端端盖、6－传动端轴承单元、7－非传动端轴承单元、8－速度传感器支架、8.1－安装体、8.1.1－检测窗口、8.1.2－内沉式螺孔、8.1.3－防护罩板、8.2－固定环、9接线盒、9.1－接线盒盖、9.2－接线盒体、9.3－出线板、9.4－电缆、10－温度传感器、11－速度传感器、12泄油孔盖板、13－阶梯型防护罩板、13.1－主板、13.2－防水板、14－注油嘴、15－扣片、16－注油通道、17－储油空间、18－泄油通道、19－泄油腔，20－除尘孔。

具体实施方式

一种动车组牵引电机，包括桶形的机座1（即机座的传动端敞口、非传动端不敞口），热套于机座1中的定子铁心2，转子3，安装于转子3轴传动端的风扇4，传动端端盖5；机座1非传动端顶部开有进风口，传动端端盖5侧边圆周方向开有出风口，转子3铁心轭部圆周方向冲制有均布的通风孔；定子铁心2轭部圆周方向冲制有均布的通风口。如图4所示，定子铁心2热套于机座1中，机座1非传动端顶部设有进风口。内部风路由三部分组成:定子铁心风路、气隙风路与转子风路。定子铁心2轭部冲制通风孔，增加风路一，增强定子轭部散热能力、减轻电机重量。定子铁心2内径与转子3外径构成气隙风路。转子3铁心轭部冲制通风孔，增强转子散热能力、减轻电机重量。转子3传动端设置离心式风扇4，将三路通风汇流抽出。传动端端盖5侧边圆周方向设置电机出风口，排出冷却风。与现有热套式定子结构相比，通过增加定子铁心轭部风路（风路一），大大提升了定子铁心冷却效率。如图5所示，定子铁心2采用扣片式叠压结构，扣片15均布固定于定子铁心2外表面扣片槽内。为兼顾通风效果与扣片15强度，如图6所示，扣片15为异形结构薄钢板进行两端折弯而成，扣片15两端的折弯部分卡扣于定子铁心2的两端面，扣片15两端的折弯部分上开有通风孔，与定子铁心2的通风孔贯穿导通，有效降低风路的风阻，同时解决了传统扣片易出现的浸渍漆滞留铁心内部问题。

如图7所示，该动车组牵引电机还包括接线盒9，接线盒包括接线盒盖9.1、侧壁敞口的接线盒体9.2、活动连接于接线盒体9.2的敞口侧壁上的出线板9.3、固定于出线板9.3上的格兰头及通过格兰头引出的电缆9.4；具体实施时，出线板9.3与接线盒体9.2敞口侧壁之间用螺栓固定。常见的电机三相电缆出线结构有两种：无接线盒结构、接线盒结构。无接线盒结构即三相电缆直接与电机绕组焊接成一体，然后穿过机座引出电机。对于接线盒结构，电机绕组首先与中间连接线焊接成一体，然后引出机座外侧，通过设置于接线盒内的接线板结构，将连接线与三相电缆通过螺栓连接的方式形成电气连接，并防护在接线盒内部，三相电缆通过盒体上的格兰头，引出盒体外侧，形成电气接口。由于车辆在运行过程中，暴露在外侧的电缆绝缘层极易受到飞石打击造成缺陷或故障，采用接线盒结构，能够实现三相电缆的更换，从而避免落车拆卸整机。电缆的格兰头属于易损易耗件，经历一次拆装即报废，不能反复利用。相对于常见的一体式接线盒，分体式接线盒将出线板与接线盒盒体分离。在电机进行检修时，通过拆卸出线板代替拆卸格兰头，可避免损伤格兰头，降低检修成本。

如图8所示，为面向长周期维护的轴承油脂维护通道，机座1及传动端端盖5上设置注油与泄油通道，注油通道16包括储油空间17，泄油通道18包括泄油腔19，所述储油空间17为大容量的储油空间，所述泄油腔19外凸出传动端端盖5的端面，而形成外凸式泄油腔。大容量的储油空间与外凸式泄油腔能使电机免于经常性拆卸、注油、清理泄油腔，满足车辆检修周期延长的需求。如图9、图10所示分别为常见的自通风电机储油泄油结构与本发明所述的储油泄油结构。图9所示的泄油腔为端面平齐式泄油腔，图10所示的本发明的泄油腔为外凸式泄油腔。通过核算对比两种结构的泄油腔空间，外凸式泄油腔的容量是端面平齐式的2倍多，即在相同的补脂周期与补脂量下，外凸式泄油腔能够储存更多的废油脂，即电机无拆解运行的里程数更长，能够满足动车组检修周期延长的需求。

如图11所示，该动车组牵引电机还包括固定于机座1非传动端端面的速度传感器支架8，速度传感器支架8整体呈草帽型，由本体8.2与速度传感器安装座8.1组成，安装座8.1上顶面开有速度传感器放置腔，速度传感器11置于速度传感器放置腔内并与安装座8.1固定；速度传感器11与固定于转子轴端的测速齿轮配合实现电机测速。安装座8.1前端面开有凹槽，凹槽的槽底开有狭长的、与速度传感器放置腔相通的检测窗口8.1.1，凹槽槽底的检测窗口8.1.1的两端开有内沉式螺孔8.1.2，凹槽上覆盖有防护罩板8.1.3，防护罩板8.1.3两端的背面有与内沉式螺孔8.1.2配合的凸柱，防护罩板8.1.3的两端开有穿过凸柱的沉头螺栓孔，防护罩板8.1.3用螺栓固定于安装座8.1上。狭长的检测窗口8.1.1可适用于单探头、双探头速传检测，通用性强，除检测窗口外，支架8端面几乎完全封闭，能够有效防护速度传感器探头免受冲击与雨水飞溅。采用内沉式安装孔，搭配内沉式防护罩板，实现安装螺栓顶面不突出支架端面，传感器支架轴向尺寸更加紧凑，有效增大了电机非传动端检修操作空间。

如图12所示，机座1的传动端与非传动端下方均设置除尘孔20，除尘孔20上固定有阶梯型防护罩板13，阶梯型防护罩板13由其上开有漏水孔的主板13.1和固定于主板13.1下表面且罩住漏水孔的防水板13.2构成，防水板13.2两端与主板13.1固定，中间凸起而与主板13.1保持间隙。在电机检修时，拆除阶梯型防护罩板13，能够排除电机内灰尘与异物。主板上开设漏水孔，防水板在电机外侧。采用阶梯型防护罩板13，能够有效排除电机内积水，同时避免路面积水飞溅入电机内。

为监控电机的工作状态，在电机传动端端盖5、机座1非传动端及机座上方分别设置温度传感器10（共三个温度传感器），用以监控运行过程中电机轴承及铁心的温升情况。

Claims (9)

1.一种动车组牵引电机，包括桶形的机座(1)，热套于机座(1)中的定子铁心(2)，转子(3)，安装于转子(3)轴传动端的风扇(4)，传动端端盖(5)；机座(1)非传动端顶部开有进风口，传动端端盖(5)侧边圆周方向开有出风口，转子(3)铁心轭部圆周方向冲制有均布的通风孔；其特征在于定子铁心(2)轭部圆周方向冲制有均布的通风口。

2.根据权利要求1所述的一种动车组牵引电机，其特征在于定子铁心(2)采用扣片式叠压结构，扣片(15)均布固定于定子铁心(2)外表面扣片槽内，扣片(15)为异形结构薄钢板进行两端折弯而成，扣片(15)两端的折弯部分卡扣于定子铁心(2)的两端面，扣片(15)两端的折弯部分上开有通风孔，与定子铁心(2)的通风孔贯穿导通。

3.根据权利要求1或2所述的一种动车组牵引电机，其特征在于还包括接线盒(9)，接线盒包括接线盒盖(9.1)、侧壁敞口的接线盒体(9.2)、活动连接于接线盒体(9.2)的敞口侧壁上的出线板(9.3)、固定于出线板(9.3)上的格兰头及通过格兰头引出的电缆(9.4)。

4.根据权利要求3所述的一种动车组牵引电机，其特征在于出线板(9.3)与接线盒体(9.2)敞口侧壁之间用螺栓固定。

5.根据权利要求3所述的一种动车组牵引电机，其特征在于机座(1)及传动端端盖(5)上设置注油与泄油通道，注油通道(16)包括储油空间(17)，泄油通道(18)包括泄油腔(19)，所述泄油腔(19)外凸出传动端端盖(5)的端面，而形成外凸式泄油腔。

6.根据权利要求5所述的一种动车组牵引电机，其特征在于所述储油空间(17)为大容量的储油空间。

7.根据权利要求5所述的一种动车组牵引电机，其特征在于还包括固定于机座(1)非传动端端面的速度传感器支架(8)，速度传感器支架(8)整体呈草帽型，由本体(8.2)与速度传感器安装座(8.1)组成，安装座(8.1)上顶面开有速度传感器放置腔，速度传感器(11)置于速度传感器放置腔内并与安装座(8.1)固定；速度传感器(11)与固定于转子轴端的测速齿轮配合实现电机测速；安装座(8.1)前端面开有凹槽，凹槽的槽底开有狭长的、与速度传感器放置腔相通的检测窗口(8.1.1)，凹槽槽底的检测窗口(8.1.1)的两端开有内沉式螺孔(8.1.2)，凹槽上覆盖有防护罩板(8.1.3)，防护罩板(8.1.3)两端的背面有与内沉式螺孔(8.1.2)配合的凸柱，防护罩板(8.1.3)的两端开有穿过凸柱的沉头螺栓孔，防护罩板(8.1.3)用螺栓固定于安装座(8.1)上。

8.根据权利要求7所述的一种动车组牵引电机，其特征在于机座(1)的传动端与非传动端下方均设置除尘孔(20)，除尘孔(20)上固定有阶梯型防护罩板(13)，阶梯型防护罩板(13)由其上开有漏水孔的主板(13.1)和固定于主板(13.1)下表面且罩住漏水孔的防水板(13.2)构成，防水板(13.2)两端与主板(13.1)固定，中间凸起而与主板(13.1)保持间隙。

9.根据权利要求8所述的一种动车组牵引电机，其特征在于在电机传动端端盖(5)、机座(1)非传动端及机座上方分别设置温度传感器(10)。

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