CN116418147A - 一种全封闭牵引电机及车辆 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种全封闭牵引电机及车辆，全封闭牵引电机包括壳体、转轴、定子叠片、转子叠片和散热器；转子叠片内开设有转子轴向通风道，散热器安装在壳体上，且散热器的至少一部分外壁与外界空气接触，能够实现散热器的快速散热，提高了内循环风路的散热效率，散热器上开设有两端分别与壳体的内腔连通的散热器轴向冷却风道，且散热器轴向冷却风道的两端分别与转子轴向通风道的两端通过壳体的内腔连通，形成内循环风路；定子叠片固定安装在壳体内，且与转子之间具有定转子间隙，定子叠片内开设有定子轴向通风道，定子轴向通风道的两端分别与外界空气连通，形成外循环风路，外循环风路进一步提高了全封闭牵引电机的散热效率。

Description

一种全封闭牵引电机及车辆

技术领域

本发明涉及牵引电机技术领域，尤其是涉及一种全封闭牵引电机及车辆。

背景技术

牵引电机因距离地面近，地面垃圾、铁屑均有可能进入牵引电机内部，从而对牵引电机造成损害，因此，全封闭自通风电机形式的全封闭牵引电机被越来越多的应用。但是，随着全封闭牵引电机功率密度的升高，单位体积所发出热量也越来越多。

现有全封闭牵引电机由于采用全封闭的内循环冷却方式，因此，使得全封闭牵引电机的内部定子、转子及轴承无法得到充分冷却，导致全封闭牵引电机的温度升高、轴承部位温度升高，对全封闭牵引电机本身功能造成一定影响。

发明内容

有鉴于此，本发明的第一个目的是提供一种全封闭牵引电机，旨在提高散热效率。

本发明的第二个目的是提供一种车辆。

为了实现上述第一个目的，本发明提供了如下方案：

一种全封闭牵引电机，包括壳体、转轴、定子叠片、转子叠片和散热器；

所述转轴可转动安装在所述壳体内，所述转子叠片安装在所述转轴上，且位于所述壳体内，所述转子叠片内开设有转子轴向通风道，所述散热器安装在所述壳体上，且所述散热器的至少一部分外壁与外界空气接触，所述散热器上开设有两端分别与所述壳体的内腔连通的散热器轴向冷却风道，且所述散热器轴向冷却风道的两端分别与所述转子轴向通风道的两端通过所述壳体的内腔连通，形成内循环风路；

所述定子叠片固定安装在所述壳体内，且与所述转子之间具有定转子间隙，所述定子叠片内开设有定子轴向通风道，所述定子轴向通风道的两端分别与外界空气连通，形成外循环风路。

在一个具体的实施方案中，所述散热器包括封装支撑板及至少1个散热管；

所述散热管封装固定在所述封装支撑板上，且所述封装支撑板安装在所述壳体上，所述散热管的两端分别与所述壳体的内腔连通，以分别连通所述转子轴向通风道的两端。

在另一个具体的实施方案中，所述散热器还包括环绕所述散热管及所述封装支撑板的外围壁，所述外围壁与所述封装支撑板的两端分别围设为前端散热器空腔和后端散热器空腔；

所述前端散热器空腔与所述散热管的入口连通，且所述前端散热器通过连通所述壳体的内腔实现与所述转子轴向通风道的出口连通；

所述后端散热器空腔与所述散热管的出口连通，且所述后端散热器空腔通过连通所述壳体的内腔实现与所述转子轴向通风道的入口连通。

在另一个具体的实施方案中，所述散热管的外壁上设置有散热筋板。

在另一个具体的实施方案中，所述封装支撑板包括分别支撑所述散热管的两端的第一封装板和第二封装板；

所述散热器还包括开设有通风孔的防护罩，所述防护罩分别与所述第一封装板和所述第二封装板的顶端连接，以围设为容纳所述散热管的腔体。

在另一个具体的实施方案中，所述全封闭牵引电机还包括转子冷却风扇；

所述转子冷却风扇位于所述壳体内，且套接在转轴上，用于跟随所述转轴转动将所述壳体内的气体通过所述转子轴向通风道和所述定转子间隙吸至所述转子冷却风扇，并将所述转子冷却风扇处的气体吹经所述散热器。

在另一个具体的实施方案中，所述全封闭牵引电机还包括前定子压圈和后定子压圈；

所述前定子压圈和所述后定子压圈分别固定支撑所述定子叠片的两端；

所述前定子压圈上开设有与所述定子轴向通风道的入口连通的前定子压圈风道，所述后定子压圈上开设有与所述定子轴向通风道的出口连通的后定子压圈风道。

在另一个具体的实施方案中，所述全封闭牵引电机还包括定子冷却风扇；

所述定子冷却风扇套接在所述转轴上，且用于将外界空气吸入所述前定子压圈风道内。

在另一个具体的实施方案中，所述全封闭牵引电机还包括进风罩；

所述进风罩扣装在所述前定子压圈上，且罩设所述前定子压圈风道的入口端。

根据本发明的各个实施方案可以根据需要任意组合，这些组合之后所得的实施方案也在本发明范围内，是本发明具体实施方式的一部分。

本发明提供的全封闭牵引电机，使用时，全封闭牵引电机启动，内循环风路启动循环：壳体内的气体经过散热器散热后，流经转子叠片上开设的转子轴向通风道及定转子间隙，对转子叠片、定子及转轴降温，接着，再次进入换热器散热降温参与循环。外循环风路启动循环：外界空气流经定子轴向通风道对定子降温后排出。本发明提供的全封闭牵引电机，通过设置散热器，并将散热器的外壁至少一部分与外界空气接触，能够实现散热器的快速散热，提高了内循环风路的散热效率，此外，本发明还设置有对定子散热的外循环风路，进一步提高了全封闭牵引电机的散热效率。

为了实现上述第二个目的，本发明提供了如下方案：

一种车辆，包括如上述任一项中的全封闭牵引电机。

由于本发明提供的车辆包括上述任意一项中的全封闭牵引电机，因此，全封闭牵引电机所具有的有益效果均是本发明公开的车辆所包含的。

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为本发明提供的全封闭牵引电机的剖视结构示意图；

图2为本发明提供的全封闭牵引电机的另一角度剖视结构示意图；

图3为本发明提供的散热器的左视结构示意图；

图4为本发明提供的防护罩的俯视结构示意图。

其中，图1-图4中：

全封闭牵引电机1000、转轴100、定子叠片200、转子叠片300、转子轴向通风道301、定子轴向通风道201、封装支撑板401、散热管402、外围壁403、散热器400、前端散热器空腔404、后端散热器空腔405、第一封装板401a、第二封装板401b、通风孔406a、防护罩406、转子冷却风扇500、前定子压圈600、前定子压圈风道601、后定子压圈700、后定子压圈风道701、定子冷却风扇800、进风罩900、进风罩空腔901、定转子间隙302。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图1-图4，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。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“顶面”、“底面”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的位置或元件必须具有特定方位、以特定的方位构成和操作，因此不能理解为本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

如图1-图2所示，本发明第一方面提供了一种全封闭牵引电机1000，用于提高散热效率。

本发明提供的全封闭牵引电机1000结合了散热器400、内循环风路及外循环风路，增强了全封闭牵引电机1000的散热能力，提高了全封闭牵引电机1000的功率密度。

具体地，全封闭牵引电机1000包括壳体、转轴100、定子叠片200、转子叠片300和散热器400。

转轴100可转动安装在壳体内，转子叠片300安装在转轴100上，且位于壳体内。具体地，转子叠片300上开设有永磁体槽，以安装永磁体。

转子叠片300内开设有转子轴向通风道301，具体地，转子轴向通风道301平行于转轴100的轴向设置，当然，这里的平行也可以是大致平行。

散热器400安装在壳体上，且散热器400的至少一部分外壁与外界空气接触，以提高散热器400的散热效率，便于对流经散热器400的气体的快速降温。

散热器400上开设有两端分别与壳体的内腔连通的散热器400轴向冷却风道，散热器400轴向冷却风道平行于转轴100的轴向设置，当然，这里的平行也可以是大致平行。需要说明的是，散热器400轴向冷却风道的个数不限，可以根据需要设定。为了提高散热器400的散热效率，本发明公开了散热器400的散热器400轴向冷却风道的个数为多个。

散热器400轴向冷却风道的两端分别与转子轴向通风道301的两端通过壳体的内腔连通，形成内循环风路，如图1所示。

定子叠片200固定安装在壳体内，且与转子之间具有定转子间隙302，定子叠片200内开设有定子轴向通风道201，定子轴向通风道201的两端分别与外界空气连通，形成外循环风路，如图2所示。

具体地，本发明公开了定子叠片200设置有三层定子轴向通风道201。需要说明的是，定子轴向通风道201的层数不限，可以根据具体需要进行增减。

定子叠片200上开设有定子叠片200槽，定子线圈安装在定子叠片200槽内。

本发明提供的全封闭牵引电机1000，使用时，全封闭牵引电机1000启动，内循环风路启动循环：壳体内的气体经过散热器400散热后，流经转子叠片300上开设的转子轴向通风道301及定转子间隙302，对转子叠片300、定子及转轴100降温，增强了线圈端部散热；接着，再次进入换热器散热降温参与循环。外循环风路启动循环：外界空气流经定子轴向通风道201对定子降温后排出。

本发明提供的全封闭牵引电机1000，通过设置散热器400，并将散热器400的外壁至少一部分与外界空气接触，能够实现散热器400的快速散热，提高了内循环风路的散热效率，此外，本发明还设置有对定子散热的外循环风路，进一步提高了全封闭牵引电机1000的散热效率。

在一些实施例中，散热器400包括封装支撑板401及至少1个散热管402，如图3所示，散热管402封装固定在封装支撑板401上，且封装支撑板401安装在壳体上，散热管402的两端分别与壳体的内腔连通，以分别连通转子轴向通风道301的两端。

需要说明的是，封装支撑板401的结构不限，可以为任意能够实现支撑散热管402的结构。

进一步地，散热器400还包括环绕散热管402及封装支撑板401的外围壁403，外围壁403与封装支撑板401的两端分别围设为前端散热器空腔404和后端散热器空腔405。

前端散热器空腔404与散热管402的入口连通，且前端散热器400通过连通壳体的内腔实现与转子轴向通风道301的出口连通。前端散热器空腔404的设置便于气体均匀进入各个散热管402内。

后端散热器空腔405与散热管402的出口连通，且后端散热器空腔405通过连通壳体的内腔实现与转子轴向通风道301的入口连通。后端散热器空腔405的设置便于气体均匀的从散热管402出来进入壳体的内腔。

为了提高散热管402的散热效率，本发明公开了散热管402的外壁上设置有散热筋板。散热筋板均布在散热管402的外壁，实现快速散热。

散热管402为金属材质制成的管，例如，可以是铜管，也可以是铝管等。

在一些实施例中，本发明具体公开了封装支撑板401包括分别支撑散热管402的两端的第一封装板401a和第二封装板401b。

需要说明的是，第一封装板401a及第二封装板401b均与散热管402密封连接，使得壳体内的气体只能进入散热管402内，避免从第一封装板401a及第二封装板401b与散热管402的连接处漏掉。

可以理解地，封装支撑板401不限于仅包括第一封装板401a及第二封装板401b，也可以在第一封装板401a和第二封装板401b之间设置其它的支撑板支撑散热管402，提高散热管402的抗弯强度。

如图4所示，散热器400还包括防护罩406，防护罩406上开设有通风孔406a，具体地，通风孔406a的个数为多个。

为了尽可能提高散热器400热交换效率，在防护罩406上设置有大量通风孔406a，同时满足热交换与机械强度的要求。

防护罩406分别与第一封装板401a和第二封装板401b的顶端连接，以围设为容纳散热管402的腔体。

防护罩406的设置保护了散热管402及散热管402上的散热筋板，避免散热管402及散热筋板受到损伤。

在一些实施例中，全封闭牵引电机1000还包括转子冷却风扇500，转子冷却风扇500位于壳体内，且套接在转轴100上，用于跟随转轴100转动将壳体内的气体通过转子轴向通风道301和定转子间隙302吸至转子冷却风扇500，并将转子冷却风扇500处的气体吹经散热器400。

转子冷却风扇500的设置促进了内循环风路的循环速度，加快了全封闭牵引电机1000的散热效率。

在一些实施例中，全封闭牵引电机1000还包括前定子压圈600和后定子压圈700，前定子压圈600和后定子压圈700分别固定支撑定子叠片200的两端。

具体地，为了提高前定子压圈600和后定子压圈700与定子叠片200的连接强度，本发明公开了前定子压圈600和后定子压圈700均与定子叠片200焊接。

需要说明的是，前定子压圈600和后定子压圈700与定子叠片200分别焊接仅是本发明的一个具体实施方式，在实际应用中，前定子压圈600和后定子压圈700也可以通过一体成型或者其它的连接方式与定子叠片200连接。

前定子压圈600上开设有与定子轴向通风道201的入口连通的前定子压圈风道601，后定子压圈700上开设有与定子轴向通风道201的出口连通的后定子压圈风道701。

外循环风路启动循环时，外界空气先进入前定子压圈风道601内，再进入定子轴向通风道201对定子降温后排出至后定子压圈风道701内，最后通过定子压圈空腔排出。

为了便于散热器400的拆装，本发明公开了散热器400通过螺栓安装在前定子压圈600和后定子压圈700上。对应地，前定子压圈600上开设有两端分别连通前端散热器空腔404及壳体的内腔的前定子压圈通孔，后定子压圈700上开设有两端分别连通后端散热器空腔405及壳体的内腔的后定子压圈通孔，具体地，前定子压圈通孔及后定子压圈通孔的形状及个数不限，本实施例以前定子压圈通孔和后定子压圈通孔均为矩形通孔为例。

在一些实施例中，全封闭牵引电机1000还包括定子冷却风扇800，定子冷却风扇800套接在转轴100上，且用于将外界空气吸入前定子压圈风道601内。

定子冷却风扇800的设置提高了外循环风路的循环速度，进一步提高了全封闭牵引电机1000的冷却效率。

在一些实施例中，全封闭牵引电机1000还包括进风罩900，进风罩900扣装在前定子压圈600上，且罩设前定子压圈风道601的入口端，避免外界空气中的杂质进入定子轴向通风道201内。

本发明公开的全封闭牵引电机1000使用时，全封闭牵引电机1000启动，转轴100高速旋转，带动安装在转轴100上的定子冷却风扇800和转子冷却风扇500转动，定子叠片200、定子线圈、转子叠片300及永磁体开始工作，散发热量。

内循环风路中，转子冷却风扇500随电机转轴100高速旋转，壳体的内部气体通过转子叠片300的转子轴向通风道301、定转子间隙302被吸至转子冷却风扇500，热空气移动至前端散热器空腔404，后进入散热器400轴向冷却风道，在散热管402中与外部冷空气进行热量交换后，进入后端散热器空腔405，最终空气经过冷却回到壳体内部，完成内风路的交换散热。

内循环风路的散热器400轴向冷却风道，通过散热管402上散热筋板将热量散发至外部空气中。在全封闭牵引电机1000工作过程中，外部冷空气通过防护罩406上的通风孔406a，与散热管402上散热筋相接触，进而完成热量的交换。

外循环风路中，定子冷却风扇800随电机转轴100高速旋转，将外部冷空气吸入进风罩900的进风罩空腔901中，随后进入前定子压圈风道601、定子轴向通风道201中，带走定子叠片200产生的热量，随后进入后定子压圈风道701，最后进入大气中。

本发明第二方面提供了一种车辆，包括如上述任一项实施例中的全封闭牵引电机1000。

由于本发明提供的车辆包括上述任意一项实施例中的全封闭牵引电机1000，因此，全封闭牵引电机1000所具有的有益效果均是本发明公开的车辆所包含的。

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创造特点相一致的最宽的范围。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。

Claims (10)

1.一种全封闭牵引电机，其特征在于，包括壳体、转轴、定子叠片、转子叠片和散热器；

所述转轴可转动安装在所述壳体内，所述转子叠片安装在所述转轴上，且位于所述壳体内，所述转子叠片内开设有转子轴向通风道，所述散热器安装在所述壳体上，且所述散热器的至少一部分外壁与外界空气接触，所述散热器上开设有两端分别与所述壳体的内腔连通的散热器轴向冷却风道，且所述散热器轴向冷却风道的两端分别与所述转子轴向通风道的两端通过所述壳体的内腔连通，形成内循环风路；

所述定子叠片固定安装在所述壳体内，且与所述转子之间具有定转子间隙，所述定子叠片内开设有定子轴向通风道，所述定子轴向通风道的两端分别与外界空气连通，形成外循环风路。

2.根据权利要求1所述的全封闭牵引电机，其特征在于，所述散热器包括封装支撑板及至少1个散热管；

所述散热管封装固定在所述封装支撑板上，且所述封装支撑板安装在所述壳体上，所述散热管的两端分别与所述壳体的内腔连通，以分别连通所述转子轴向通风道的两端。

3.根据权利要求2所述的全封闭牵引电机，其特征在于，所述散热器还包括环绕所述散热管及所述封装支撑板的外围壁，所述外围壁与所述封装支撑板的两端分别围设为前端散热器空腔和后端散热器空腔；

所述前端散热器空腔与所述散热管的入口连通，且所述前端散热器通过连通所述壳体的内腔实现与所述转子轴向通风道的出口连通；

所述后端散热器空腔与所述散热管的出口连通，且所述后端散热器空腔通过连通所述壳体的内腔实现与所述转子轴向通风道的入口连通。

4.根据权利要求3所述的全封闭牵引电机，其特征在于，所述散热管的外壁上设置有散热筋板。

5.根据权利要求4所述的全封闭牵引电机，其特征在于，所述封装支撑板包括分别支撑所述散热管的两端的第一封装板和第二封装板；

所述散热器还包括开设有通风孔的防护罩，所述防护罩分别与所述第一封装板和所述第二封装板的顶端连接，以围设为容纳所述散热管的腔体。

6.根据权利要求1所述的全封闭牵引电机，其特征在于，还包括转子冷却风扇；

所述转子冷却风扇位于所述壳体内，且套接在转轴上，用于跟随所述转轴转动将所述壳体内的气体通过所述转子轴向通风道和所述定转子间隙吸至所述转子冷却风扇，并将所述转子冷却风扇处的气体吹经所述散热器。

7.根据权利要求1-6中任意一项所述的全封闭牵引电机，其特征在于，还包括前定子压圈和后定子压圈；

所述前定子压圈和所述后定子压圈分别固定支撑所述定子叠片的两端；

所述前定子压圈上开设有与所述定子轴向通风道的入口连通的前定子压圈风道，所述后定子压圈上开设有与所述定子轴向通风道的出口连通的后定子压圈风道。

8.根据权利要求7所述的全封闭牵引电机，其特征在于，还包括定子冷却风扇；

所述定子冷却风扇套接在所述转轴上，且用于将外界空气吸入所述前定子压圈风道内。

9.根据权利要求8所述的全封闭牵引电机，其特征在于，还包括进风罩；

所述进风罩扣装在所述前定子压圈上，且罩设所述前定子压圈风道的入口端。

10.一种车辆，其特征在于，包括如权利要求1-9中任一项中的全封闭牵引电机。

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