CN113541381A - 一种永磁电机及轨道机车 - Google Patents

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倘广垒
郑国丽
黄鹏程
刘勇
晏才松
李广
赵延召
余超
王国辉
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Abstract

本发明公开了一种永磁电机及轨道机车。通过第一冷却风路的第一端与进风口连通，第一冷却风路的第二端沿第一方向连通转轴的第一端和转轴的第二端，并贯穿于转子结构，使得从进风口进入的空气进入第一冷却风路，并沿着第一方向对转子结构的转子铁心进行冷却降温，由于转轴是通过轴承安装于壳体，轴承所产生的热量可传递至转轴和/或壳体上，因此，通过第一冷却风路对转子结构、壳体和转轴进行冷却降温，能够对转子结构和轴承起到降温的作用，进而避免转子结构和壳体降温不及时，电机内部温度升高导致电机功率被限制问题出现。

Description

一种永磁电机及轨道机车
技术领域
本发明涉及轨道车辆领域，具体为一种永磁电机及轨道机车。
背景技术
轨道车辆是指运营车辆需要在特定轨道上行驶的一类交通工具或运输系统，永磁电机作为轨道机车的主要部件，为了防止轨道机车车辆运行时车轮与钢轨摩擦产生的金属粉末、制动时闸瓦磨损产生的闸瓦灰进入电机和吸附在永磁电机转子表面，因此永磁电机要求采用全封闭结构。
常规的全封闭强迫通风结构是通过定子通风道通风的方式进行冷却，工作时冷却风由后端盖或定子机座上的径向进风口进入定子通风道内，并沿定子通风道轴向到达前端盖或中间端盖上的出风口，由出风口排出通风道，以带走电机内部热量。
但是，这种常规的全封闭强迫通风冷却结构仅通过定子通风道内的冷却风来散热，使得电机内部的热量不能有效散出，使得电机很容易成为一个等温体，而电机内部热量在各部位间相互传导、对流和辐射，其定子绕组端部温度、永磁体温度、轴承的温度都会很高，然而绕组、永磁体、轴承温度限值各不相同，最终限制了电机功率的发挥。
发明内容
有鉴于此，本发明实施例提供了一种永磁电机及轨道机车，以解决常规的全封闭强迫通风冷却结构无法将电机内部的热量有效散出，导致电机功率被限制的问题。
为实现上述目的，本发明实施例提供如下技术方案：
本发明第一方面公开了一种永磁电机，包括壳体、定子结构和转子结构，所述定子结构和所述转子结构位于所述壳体内部，所述转子结构包括转轴和转子铁心；
所述永磁电机还包括外部冷却风路；
所述外部冷却风路包括：进风口和第一冷却风路；
所述进风口开设于所述壳体，所述第一冷却风路的第一端与所述进风口连通，所述第一冷却风路的第二端沿第一方向连通所述转轴的第一端和所述转轴的第二端，并贯穿于所述转子结构。
优选的，所述壳体包括：机座、第一端盖和第二端盖；
所述第一端盖位于所述机座的第一端，所述第二端盖位于所述机座的第二端，所述机座、所述第一端盖和所述第二端盖形成安装所述定子结构和所述转子结构的空间；
所述第一冷却风路包括设置在所述第二端盖上的第三通道、设置在所述第二端盖上的第四通道、设置在所述第二端盖上的第五通道、设置在所述转子结构上的第六通道和设置于所述第一端盖上的第七通道，所述第三通道、所述第四通道、所述第五通道、所述第六通道和所述第七通道依次连通，且所述第四通道沿径向延伸，所述第六通道沿轴向延伸。
优选的，所述第七通道通过第一通风间隙与所述第五通道相连通，所述第一通风间隙由所述第一端盖和所述转轴与所述转子铁心所围成的空隙；
和/或，所述第六通道通过第二通风间隙与所述第五通道相连通，所述第二通风间隙由所述第二端盖和所述转轴与所述转子铁心所围成的空隙。
优选的，所述进风口开设于所述机座。
优选的，所述第四通道由设置在所述第二端盖上的引风盖所述形成。
优选的，所述第四通道的数量为多条。
优选的，所述外部冷却风路还包括：第二冷却风路；
所述第二冷却风路的第一端与所述进风口连通，所述第二冷却风路的第二端沿第二方向贯穿所述壳体的内壁和/或定子铁心。
优选的，所述壳体包括：机座、第一端盖和第二端盖；
所述第一端盖位于所述机座的第一端，所述第二端盖位于所述机座的第二端，所述机座、所述第一端盖和所述第二端盖形成安装所述定子结构和所述转子结构的空间；
所述第一冷却风路包括设置在所述机座上的第一通道、设置在所述转子结构上的第六通道、设置在所述第二端盖上的第五通道、设置在所述第一端盖的第二通道、第四通道和第七通道，所述第一通道、所述第二通道、所述第四通道、所述第七通道和所述第五通道依次连通，所述第四通道沿径向延伸，所述第六通道沿轴向延伸。
优选的，还包括：内部冷却风路和风机；
所述风机设置在所述转子结构上，所述内部冷却风路位于所述壳体的内部，呈闭合环状穿过所述定子结构和所述转子结构，所述内部冷却风路内的空气由所述风机驱动循环。
优选的，所述内部冷却风路包括依次连通的转子风道、第一空腔、定子风道和第二空腔，其中，所述第一空腔由所述定子结构的第一端和所述转子结构的第一端与所述壳体的内壁所围成，所述第二空腔由所述定子结构的第二端和所述转子结构的第二端与所述壳体的内壁所围成，所述转子通道沿轴向贯穿所述转子结构，所述定子风道沿轴向贯穿所述定子结构。
本发明第二方面公开了一种轨道机车，包括本发明第一方面公开的永磁电机。
由上述内容可知，本发明公开了一种永磁电机及轨道机车，通过第一冷却风路的第一端与进风口连通，第一冷却风路的第二端沿第一方向连通转轴的第一端和转轴的第二端，并贯穿于转子结构，使得从进风口进入的空气进入第一冷却风路，并沿着第一方向对转子结构的转子铁心进行冷却降温，由于转轴是通过轴承安装于壳体，轴承所产生的热量可传递至转轴和/或壳体上，因此，通过第一冷却风路对转子结构、壳体和转轴进行冷却降温，能够对转子结构和轴承起到降温的作用，进而避免转子结构和壳体降温不及时，电机内部温度升高导致电机功率被限制问题出现。
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为本发明实施例提供的一种永磁电机的结构示意图；
图2为本发明实施例提供的另一种永磁电机的结构示意图。
其中，第一端盖1、第二端盖2、定子铁心31、定子绕组32、转轴41、转子铁心42、机座5、风机6、引风盖7、进风口8、第一通风间隙9、第二通风间隙10、第一空腔11、第二空腔12、第一通道13、第二通道14、第三通道15、第四通道16、第五通道17、第六通道18、第七通道19、第一轴承20、第二轴承21、定子风道22、转子风道23、第一端盖环形凸台24、第二端盖环形凸台25、第三端盖环形凸台26和第四端盖环形凸台27。
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。
在本申请中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
本发明实施例提供一种永磁电机，参见图1，图1为永磁电机的结构示意图，永磁电机包括壳体、定子结构和转子结构，定子结构和转子结构位于壳体内部，转子结构包括转轴41和转子铁心42；
永磁电机还包括外部冷却风路；
外部冷却风路包括：进风口8和第一冷却风路；
进风口8开设于所述壳体，第一冷却风路的第一端与进风口8连通，第一冷却风路的第二端沿第一方向连通转轴41的第一端和转轴41的第二端，并贯穿于转子结构。
需要说明的是，由于转轴41通过轴承安装于壳体，轴承包括第一轴承26和/或第二轴承15，因此，在转轴41的两侧安装的轴承在发热时，轴承所发出的热量可辐射给壳体和/或转轴41，而通过第一冷却风路的第一端与进风口8连通，第一冷却风路的第二端沿第一方向连通转轴41的第一端和转轴41的第二端，并贯穿于转子结构，使得从进风口8进入的空气进入第一冷却风路，并沿着第一方向对转子结构进行冷却降温，进而对壳体、转轴41、转子结构和轴承起到降温的作用，避免转子结构和壳体降温不及时，导致转子结构和定子结构的温度升高导致电机功率被限制问题出现。
具体的，壳体包括：机座5、第一端盖1和第二端盖2；
第一端盖1位于机座5的第一端，第二端盖2位于机座5的第二端，机座5、第一端盖1和第二端盖2形成安装定子结构和转子结构的空间；
第一冷却风路包括设置在第二端盖2上的第三通道15、设置在第二端盖2上的第四通道16、设置在第二端盖2上的第五通道17、设置在转子结构上的第六通道18和设置于第一端盖1上的第七通道19，第三通道15、第四通道16、第五通道17、第六通道18和第七通道19依次连通，且第四通道16沿径向延伸，第六通道18沿轴向延伸。
需要说明的是，通过在第二端盖2上设置的第三通道15、第四通道16、第五通道17、在转子结构上设置第六通道18和在第一端盖1上设置第七通道19，并且第三通道15、第四通道16、第六通道18和第七通道19依次连通，将第四通道16为沿径向延伸，第六通道18设置为沿轴向延伸，使得空气从进风口8进入后，能够依次通过第三通道15、第四通道16、第五通道17、第六通道18和第七通道19，由于第四通道16为沿径向延伸，第六通道18为沿轴向延伸，因此，空气在经过第三通道15、第四通道16、第五通道17、第六通道18和第七通道19时，能够带走第二端盖2、第一端盖1和转子结构上的大部分热量，进而起到对第二端盖2、第一端盖1和转子结构冷却降温作用。
具体的，第七通道19通过第一通风间隙9与第五通道17相连通，第一通风间隙9由第一端盖1和转轴41与转子铁心42所围成的空隙；
和/或，第六通道18通过第二通风间隙10与第五通道17相连通，第二通风间隙10由第二端盖2和转轴41与转子铁心42所围成的空隙。
需要说明的是，通过第一端盖1和转轴41与转子结构的转子铁心42的所围成的第一通风间隙9，使得空气能够直接对转轴41进行冷却降温，进而在空气流经第一通风间隙9时，能够将转轴41所产生的热量带走，进而起到对转子结构冷却的作用；
而通过第二端盖2和转轴41与转子结构的转子铁心42所围成的第二通风间隙10，使得空气能够直接对转轴41进行冷却降温，进而在空气流经第二通风间隙10时，能够将转轴41所产生的热量带走，进而起到对转子结构冷却的作用。
进一步，进风口8开设于机座5。
需要说明的是，进风口8可以开设于机座5，也可以开设于第二端盖2或第一端盖1，本领域技术人员可根据需求进行选择，在本申请中，优选将进风口8开设于机座5，但进风口8并不仅限于开设于机座5。
具体的，第四通道16由设置在第二端盖2上的引风盖7形成。
需要说明的是，通过在第二端盖2上设置引风盖7，使得引风盖7与第二端盖2之间形成第四通道16，而引风盖7可通过螺栓连接、焊接、铆接方式固定于第二端盖2，进而有效保证第四通道16的连接刚性，避免引风盖脱落影响空气无法通过第四通道16进入转子结构并对其冷却降温。
进一步，第四通道16的数量为多条。
需要说明的是，将第四通道16的数量设置为多条，可以更多空气依次进入第四通道16、第五通道17、第六通道18和第七通道19，并更多的带走第二端盖2、第一端盖1和转子结构上的热量，进而提升对第二端盖2、第一端盖1和转子结构冷却降温作用。
进一步，所述外部冷却风路还包括：第二冷却风路；
所述第二冷却风路的第一端与所述进风口8连通，所述第二冷却风路的第二端沿第二方向贯穿所述壳体的内壁和/或定子铁心31。
需要说明的是，通过设置第二冷却风路，并将第二冷却风路的第一端与所述进风口8连通，所述第二冷却风路的第二端沿第二方向贯穿所述壳体的内壁和/或定子铁心31，使得从进风口8进入的空气能够直接对壳体的内壁和/或定子铁心31直接冷却降温，避免电机因壳体温度无法冷却而导致电机内部温度过高，进而保证电机功率不会因电机内部温度而受限。
进一步，永磁电机，还包括：内部冷却风路和风机6；
风机6设置在转子结构上，内部冷却风路位于壳体的内部，呈闭合环状穿过定子结构和转子结构，内部冷却风路内的空气由风机6驱动循环。
需要说明的是，通过在壳体的内部设置内部冷却风路，由于内部冷却风路呈闭合环状穿过定子结构和转子结构，且内部冷却风路内的空气由风机6驱动循环，因此，转子结构工作时所产生的热量会辐射给内部冷却风路中的空气，而被辐射的空气升温后通过风机6的驱动会流至定子结构，并将热量辐射给壳体，最终通过外部冷却风路中的空气对壳体冷却降温，进而达到对电机内部转子结构和定子结构降温作用，并避免转子结构和定子结构中因温度过高导致电机功率被限制。
具体的，参考图2，壳体包括：机座5、第一端盖1和第二端盖2；
第一端盖1位于机座5的第一端，第二端盖2位于机座5的第二端，机座5、第一端盖1和第二端盖2形成安装定子结构和转子结构的空间；
第一冷却风路包括设置在机座5上的第一通道13、设置在转子结构上的第六通道18、设置在第二端盖2上的第五通道17、设置在第一端盖1的第二通道14、第四通道16和第七通道19，第一通道13、第二通道14、第四通道16、第七通道19和第五通道17依次连通，第四通道16沿径向延伸，第六通道18沿轴向延伸。
需要说明的是，通过在机座5上设置第一通道13、在转子结构上设置第六通道18、在第二端盖2设置第五通道17、在第一端盖1设置第二通道14、第四通道16和第七通道19，并将第一通道13、第二通道14、第四通道16、第七通道19和第五通道17依次连通，将第四通道16沿径向延伸，以及将第五通道18沿轴向延伸，使得空气从进风口8进入后，能够沿着第一通道13、第二通道14、第四通道16、第七通道19和第五通道17流动，并带走机座5、第一端盖1、第二端盖2和转轴41上的热量，进而起到对机座5、第一端盖1、第二端盖2和转轴41冷却降温作用。
具体的，内部冷却风路包括依次连通的转子风道23、第一空腔11、定子风道22和第二空腔12，其中，第一空腔11由定子结构的第一端和转子结构的第一端与壳体的内壁所围成，第二空腔12由定子结构的第二端和转子结构的第二端与壳体的内壁所围成，转子通道23沿轴向贯穿转子结构，定子风道22沿轴向贯穿定子结构。
需要说明的是，通过定子结构的第一端和转子结构的第一端与壳体的内壁围成第一空腔11，以及通过定子结构的第二端和转子结构的第二端与壳体的内壁围成第二空腔12，并将沿轴向贯穿转子结构的转子风道23、第一空腔11、沿轴向贯穿定子结构的定子风道22和第二空腔12依次连通，使得空气在风机的带动下，能够在转子风道23、第一空腔11、定子风道22和第二空腔12循环流动，空气进而对转子结构冷却降温，空气在流入定子风道22时，将空气的热能辐射至壳体，而设置于壳体内壁中的外部冷却风路在空气流过时，能够对壳体冷却，进而使得定子风道22中的空气温度降低后并再次流入转子风道23、第一空腔11和第二空腔12对转子结构进行再次降温，进而提升了对转子结构的冷却效果。
本发明实施例还提供了一种轨道机车，包括永磁电机；
永磁电机包括壳体、定子结构和转子结构，定子结构和转子结构位于壳体内部，转子结构包括转轴41和转子铁心42；
永磁电机还包括外部冷却风路；
外部冷却风路包括：进风口8和第一冷却风路；
进风口8开设于所述壳体，第一冷却风路的第一端与进风口8连通，第一冷却风路的第二端沿第一方向连通转轴41的第一端和转轴41的第二端，并贯穿于转子结构。
需要说明的是，由于转轴41通过轴承安装于壳体，轴承包括第一轴承26和/或第二轴承15，因此，在转轴41的两侧安装的轴承在发热时，轴承所发出的热量可辐射给壳体和/或转轴41，而通过第一冷却风路的第一端与进风口8连通，第一冷却风路的第二端沿第一方向连通转轴41的第一端和转轴41的第二端，并贯穿于转子结构，使得从进风口8进入的空气进入第一冷却风路，并沿着第一方向对转子结构的转子铁心进行冷却降温，进而对壳体、转轴41、转子结构和轴承起到降温的作用，避免转子结构和壳体降温不及时，导致转子结构和定子结构的温度升高导致电机功率被限制问题出现。
为了便于理解上述方案，结合图1，下面对本方案作进一步介绍。
一种永磁电机，包括：定子结构、转子结构、前端盖(即第一端盖1)、后端盖(即第二端盖2)、前轴承(即第二轴承21)、后轴承(第一轴承20)、风扇(即风机6)、后引风盖(即引风盖7)，该转子结构位于该定子结构的内侧；
定子结构包括定子铁心31和定子绕组32，定子铁心31开有贯通的轴向通风道(即第一通道13和定子风道22)、定子铁心31后部开有进风的径向进风口(即进风口8)；定子绕组32嵌于定子铁心31槽内；
转子结构包括转子铁心42和转轴41，转子铁心42开有贯通的轴向通风道(即第六通道18和转子风道23)；转子铁心42的前端面安装有风扇(即风机6)。
前端盖的后端面设有前端盖环形凸台A(即第一端盖环形凸台24)和前端盖环形凸台B(即第二端盖环形凸台25)，前端盖环形凸台B位于前端盖环形凸台A的内侧；前端盖环形凸台A与定子铁心前端面设有接触密封；前端盖环形凸台B与风扇设有迷宫密封；前端盖设有前端盖通风道A(即第二通道14)、前端盖通风道B(即第七通道19)；前端盖、转轴与风扇之间留有前端通风间隙(即第一通风间隙9)。
后端盖的前端面设有后端盖环形凸台A(即第三端盖环形凸台26)和后端盖环形凸台B(即第四端盖环形凸台27)，后端盖环形凸台B位于后端盖环形凸台A的内侧；后端盖环形凸台A与定子铁心后端面设有接触密封；后端盖环形凸台B与转子铁心后端面设有迷宫密封；后端盖设有后端盖通风道A(即第三通道15)、后端盖通风道B(即第五通道17)；后端盖、转子铁心后端面与转轴之间留有后端通风间隙(即第二通风间隙10)。后引风盖安装在后端盖上，与后端盖通风道A、后端盖通风道B共同组成后引风道。
径向进风口、定子轴向通风道A、前端盖通风道A组成第二冷却风路；后引风道、后端通风间隙、转子轴向通风道A、前端通风间隙、前端盖通风道B共同组成第一冷却风路；转子轴向通风道B、前端内部空腔、定子轴向通风道B、后端内部空腔组成第二冷却风路(即内部冷却风路)。具体冷却工作过程如下：
来自外部风机的冷却风进入定子铁心的径向进风口，流经定子轴向通风道A，然后经由前端盖通风道A排出。在冷却风流经过程中，冷却风将定子铁心、定子绕组产生的热量带走。
部分进入定子铁心径向进风口的冷却风，依次流经后端盖通风道A后、经引风道、后端通风间隙、转子轴向通风道A、前端通风间隙，经由前端盖通风道B排出。在冷却风流经过程中，冷却风可将定子绕组辐射至前后端盖的热量、转子铁心及前后轴承产生的热量带走。
风扇内部叶片将内部气体在第二冷却风路结构中形成循环流动，将定子绕组端部及永磁体涡流损耗产生的热量，经定子轴向通风道A及转子轴向通风道A中的外部冷却风带走。
本申请的定子铁心至少开有两条轴向贯通的通风道，通风道采用平行布置，最外侧的通风道与外部空气连通，靠近转子铁心的通风道不与外部空气连通。
转子铁心至少开有两条轴向贯通的通风道，通风道采用平行布置，最内侧的通风道与外部空气连通，靠近定子铁心的通风道不与外部空气连通。
端盖至少有两个环形凸台，其中一个环形凸台与定子部分接触密封，另一个环形凸台与转子铁心或风扇采用非接触式迷宫密封。
端盖有进出风的通风道，引风道在端盖上形成。
前端通风间隙主要是靠前端盖、风扇及转轴组成。后端通风间隙主要是靠后端盖、转子铁心及转轴组成。
风扇安装在转子上，随转子同步旋转。
引入的冷却风来自外部风机，流经端盖、转子部位。
本申请优点：
1、可以对绕组端部、转子、轴承等部位进行定向通风冷却，降低了绕组端部、永磁体、轴承等部位温度，可以提升电机的功率密度、转矩密度。
2、引入的冷却风不随电机转速变化，更为适宜转速、负载变化复杂的牵引电机。
在本申请中，引风盖与端盖的固定方式，可以是螺栓连接、焊接、铆接等其他固定方式；
引风盖可以是在端盖的外侧、内侧、或者内外侧均有；
引风风道可以是通过引风盖安装在端盖上形成，也可以是在端盖自身铸造形成；引风风道可以是1条，也可以是多条；可以是串联，也可以是并联。
端盖上的环形凸台形成方式，可以是端盖自身铸造形成、也可以是焊接、螺栓连接等其他连接形成。环形凸台的数量可以在2个以上。
端盖上的通风道周向排布的方式可以均匀或不均匀，周向数量可以取单数或者偶数。通风道的数量可以是在2个以上。从轴向断面处看，可以上下不对称。
径向进风口可以是在定子铁心上，也可以在前端盖或者在后端盖上。
引风盖可以是包裹部分端盖风道，也可以是周向包裹所有端盖的风道。引风盖可以在前端盖或者在后端盖上。
冷却后端通风间隙的风可以从后端盖排出，也可以部分或者全部汇入定子风道进行冷却。
该方案也可以在单轴承结构的电机上实现。
通风间隙可以是端盖与转子铁心直接形成，也可以通过安装密封件过渡形成。
本申请可以只保留外部冷却风路。
产生第二冷却路循环冷却风的扇叶，可以在风扇内侧，可以在转子铁心前端面，也可以在转子铁心后端面。
产生第二冷却路循环冷却风的风扇，可以在转子铁心前端，也可以在转子铁心后端。
定子铁心上的轴向通风道周向排布的方式可以均匀或不均匀，周向数量可以取单数或者偶数。平行布置的通风道的数量可以是在2个以上。从轴向断面处看，可以上下不对称。
转子铁心上的轴向通风道周向排布的方式可以均匀或不均匀，周向数量可以取单数或者偶数。平行布置的通风道的数量可以是在2个以上。从轴向断面处看，可以上下不对称。
第一冷却风路结构的冷却风可以是从径向进风口经引风风道引入，也可以是风扇自带外叶片工作产生。
本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于系统或系统实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述得比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。以上所描述的系统及系统实施例仅仅是示意性的，其中作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性劳动的情况下，即可以理解并实施。
专业人员还可以进一步意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。
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 (11)

1.一种永磁电机，包括壳体、定子结构和转子结构，所述定子结构和所述转子结构位于所述壳体内部，所述转子结构包括转轴(41)和转子铁心(42)，其特征在于，所述永磁电机还包括外部冷却风路；
所述外部冷却风路包括：进风口(8)和第一冷却风路；
所述进风口(8)开设于所述壳体，所述第一冷却风路的第一端与所述进风口(8)连通，所述第一冷却风路的第二端沿第一方向连通所述转轴(41)的第一端和所述转轴(41)的第二端，并贯穿于所述转子结构。
2.根据权利要求1所述的永磁电机，其特征在于，所述壳体包括：机座(5)、第一端盖(1)和第二端盖(2)；
所述第一端盖(1)位于所述机座(5)的第一端，所述第二端盖(2)位于所述机座(5)的第二端，所述机座(5)、所述第一端盖(1)和所述第二端盖(2)形成安装所述定子结构和所述转子结构的空间；
所述第一冷却风路包括设置在所述第二端盖(2)上的第三通道(15)、设置在所述第二端盖(2)上的第四通道(16)、设置在所述第二端盖(2)上的第五通道(17)、设置在所述转子结构上的第六通道(18)和设置于所述第一端盖(1)上的第七通道(19)，所述第三通道(15)、所述第四通道(16)、所述第五通道(17)、所述第六通道(18)和所述第七通道(19)依次连通，且所述第四通道(16)沿径向延伸，所述第六通道(18)沿轴向延伸。
3.根据权利要求2所述的永磁电机，其特征在于，所述第七通道(19)通过第一通风间隙(9)与所述第五通道(17)相连通，所述第一通风间隙(9)由所述第一端盖(1)和所述转轴(41)与所述转子铁心(42)所围成的空隙；
和/或，所述第六通道(18)通过第二通风间隙(10)与所述第五通道(17)相连通，所述第二通风间隙(10)由所述第二端盖(2)和所述转轴(41)与所述转子铁心(42)所围成的空隙。
4.根据权利要求2所述的永磁电机，其特征在于，所述进风口(8)开设于所述机座(5)。
5.根据权利要求2所述的永磁电机，其特征在于，所述第四通道(16)由设置在所述第二端盖(2)上的引风盖(7)所述形成。
6.根据权利要求2所述的永磁电机，其特征在于，所述第四通道(16)的数量为多条。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的永磁电机，其特征在于，所述外部冷却风路还包括：第二冷却风路；
所述第二冷却风路的第一端与所述进风口(8)连通，所述第二冷却风路的第二端沿第二方向贯穿所述壳体的内壁和/或定子铁心(31)。
8.根据权利要求1所述的永磁电机，其特征在于，所述壳体包括：机座(5)、第一端盖(1)和第二端盖(2)；
所述第一端盖(1)位于所述机座(5)的第一端，所述第二端盖(2)位于所述机座(5)的第二端，所述机座(5)、所述第一端盖(1)和所述第二端盖(2)形成安装所述定子结构和所述转子结构的空间；
所述第一冷却风路包括设置在所述机座(5)上的第一通道(13)、设置在所述转子结构上的第六通道(18)、设置在所述第二端盖(2)上的第五通道(17)、设置在所述第一端盖(1)的第二通道(14)、第四通道(16)和第七通道(19)，所述第一通道(13)、所述第二通道(14)、所述第四通道(16)、所述第七通道(19)和所述第五通道(17)依次连通，所述第四通道(16)沿径向延伸，所述第六通道(18)沿轴向延伸。
9.根据权利要求1所述的永磁电机，其特征在于，还包括：内部冷却风路和风机(6)；
所述风机(6)设置在所述转子结构上，所述内部冷却风路位于所述壳体的内部，呈闭合环状穿过所述定子结构和所述转子结构，所述内部冷却风路内的空气由所述风机(6)驱动循环。
10.根据权利要求9所述的永磁电机，其特征在于，所述内部冷却风路包括依次连通的转子风道(23)、第一空腔(11)、定子风道(22)和第二空腔(12)，其中，所述第一空腔(11)由所述定子结构的第一端和所述转子结构的第一端与所述壳体的内壁所围成，所述第二空腔(12)由所述定子结构的第二端和所述转子结构的第二端与所述壳体的内壁所围成，所述转子通道(23)沿轴向贯穿所述转子结构，所述定子风道(22)沿轴向贯穿所述定子结构。
11.一种轨道机车，其特征在于，包括权利要求1至10中任一项所述的永磁电机。
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Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010098791A (ja) * 2008-10-14 2010-04-30 Toshiba Corp 全閉型回転電動機
CN103166363A (zh) * 2013-01-31 2013-06-19 南车株洲电力机车研究所有限公司 一种全封闭牵引电机的复合风冷结构
CN204068561U (zh) * 2014-08-07 2014-12-31 南车株洲电力机车研究所有限公司 一种全封闭型牵引电机
CN105634210A (zh) * 2016-03-17 2016-06-01 冯亮 采用轴流通风实现定子封闭与转子开放通风方式的电动机
CN112186952A (zh) * 2020-09-30 2021-01-05 中车株洲电机有限公司 一种永磁牵引电机

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010098791A (ja) * 2008-10-14 2010-04-30 Toshiba Corp 全閉型回転電動機
CN103166363A (zh) * 2013-01-31 2013-06-19 南车株洲电力机车研究所有限公司 一种全封闭牵引电机的复合风冷结构
CN204068561U (zh) * 2014-08-07 2014-12-31 南车株洲电力机车研究所有限公司 一种全封闭型牵引电机
CN105634210A (zh) * 2016-03-17 2016-06-01 冯亮 采用轴流通风实现定子封闭与转子开放通风方式的电动机
CN112186952A (zh) * 2020-09-30 2021-01-05 中车株洲电机有限公司 一种永磁牵引电机

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