CN201466874U - 高速交流客运机车用变频调速异步牵引电动机 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及电机，具体为一种高速交流客运机车用变频调速异步牵引电动机，解决了现在没有一种大功率、高转速、高电压的电动机的问题。转轴非传动端端面设有轴刷握，铜导条和铜端环是由高强度合金铜CuCrZr材料制成的，护环是由高强度合金钢50Mn18Cr5材料制成的，端盖上设有圆柱套，转轴传动端的轴承上套有轴承内盖，轴承上压有轴承外盖，轴承后侧设有小齿轮，圆柱套上开有弧状传动孔、进油通孔和主、辅回油孔，轴承内盖上开有通油孔，轴承外盖开有凹槽，小齿轮轴套部分上固定有甩油环，甩油环后侧设有后内封环，后内封环上固定有防护盖并在后内封环的内圈开有环状密封槽，环状密封槽下部开有漏油通道。可在高转速下运行，满足高速交流客运机车的动力要求。
Description
技术领域
本实用新型涉及电机，特别涉及大功率、高转速、高电压异步牵引电动机，具体为一种高速交流客运机车用变频调速异步牵引电动机。
背景技术
为了适应中国铁路跨越式发展要求，铁路机车采用交流电传动技术是技术发展的必然趋势。异步牵引电动机是交流电传动机车中的关键部件和装置。交流电传动机车以变频调速异步牵引电动机为动力，通过齿轮箱驱动机车轮对。因此，高速铁路客运机车需要高转速的牵引电动机，而同时要输出与货运机车相当的转矩，这就要求客运机车牵引电机比货运机车电机输出更大的功率。由于设计时考虑配电的影响，希望电流小时电压就可以升的很高，因此，交流高速客运机车就需要一种大功率、高转速、高电压的变频调速异步牵引电动机。而我国还没有200km/h高速交流客运电力机车，主要是由于机车牵引电机的功率还没有能达到1640kW(高速交流客运电力机车电机所需达到的功率)的电机；同时该电机在驱动200km/h高速交流客运电力机车时电压需要提升至2942V，最高转速需提升至3821r/min。目前在有关的电机基础理论及其它实用文献中，涉及大功率、高转速、高电压的客运交流电传动电力机车用变频调速异步牵引电动机结构方面的文献报道几乎没有。
发明内容
本实用新型为了解决现在没有一种大功率、高转速、高电压的电动机，而现有电机不能解决200km/h交流客运机车工作所需的动力的问题，提供了一种高速交流客运机车用变频调速异步牵引电动机。
本实用新型是采用如下技术方案实现的：高速交流客运机车用变频调速异步牵引电动机，包括转轴、端盖、定子铁心、定子绕组、由前压圈和后压圈压紧并由转子冲片组成的转子铁心、含有铜导条和铜端环的转子绕组以及位于转子铜端环外的护环，转轴非传动端端面中心处设有轴刷握，铜导条和铜端环是由高强度合金铜CuCrZr材料制成的，护环是由高强度合金钢50Mn18Cr5材料制成的，端盖中心位置设有向前(端盖外部的方向)伸出的圆柱套，转轴传动端通过轴承放置在圆柱套内，轴承上套有与圆柱套前端固定的轴承内盖，轴承前端面上压有固定在轴承内盖上的轴承外盖，轴承后侧设有固定在转轴上的小齿轮，小齿轮由前部的传动齿部分和后部的轴套部分构成，圆柱套的圆柱面上开有与小齿轮的传动齿对应的弧状传动孔；圆柱套顶部开有进油通孔，轴承内盖上开有与轴承室和进油通孔相通的通油孔，轴承外盖后端面下方与轴承内盖的止口处开有凹槽，轴承内盖上开有与凹槽相通的通油孔，圆柱套底部开有可与通油孔连通的主回油孔，小齿轮轴套部分上固定有甩油环，甩油环后侧设有穿在小齿轮轴套部分上的后内封环，后内封环上固定有与端盖内壁固定的防护盖并在后内封环的内圈开有若干径向的环状密封槽，环状密封槽下部开有漏油通道，圆柱套底部开有可与漏油通道连通的辅回油孔.为了保护轴承，防止轴电流对轴承的损坏，在转轴上设有轴刷握，轴刷握设在转轴端面中心与传统结构中轴刷握设在转轴轴径上相比，线速度降至最小，轴刷握的磨耗量也达到最小；同时铜端环、铜导条和护环均采用高强度材料，可使电机转子转速达130m/s，满足牵引电动机高速转动的要求；齿轮箱是密封套在圆柱套上，齿轮箱内的大齿轮与小齿轮通过圆柱套上的弧形传动孔啮合，齿轮箱内的润滑油经齿轮转动带起后流过与齿轮箱相通的进油通孔和轴承内盖上端的通油孔进入轴承室，从而对轴承进行润滑，当轴承室内的油进满后，流过轴承外盖止口处的凹槽和与凹槽相通的通油孔进入圆柱套内腔底部，进而通过主回油孔流回齿轮箱，形成一个循环的回路.为了防止轴承室内的润滑油流入电机内部，转轴旋转带动甩油环一同转动(甩油环为电机上常用结构，主要是用于与端盖内壁配合，防止润滑油流入电机内部)，可使将要流进电机内部的油被甩出，从圆柱套底部的主回油孔流回齿轮箱，当有少许润滑油流过甩油环进入后内封环时，也可从后内封环内圈的环状密封槽流出，从而经过漏油通道流入空腔，再通过辅回油孔流回齿轮箱，从而实现润滑油的密封.
前压圈和后压圈上均固定有平衡片，调试电机的动平衡时，通过在前压圈和后压圈的圆心径向分布的颈上增减平衡片的数量来克服离心力对其的影响。
传动端轴承为NU2322ECM/C5滚柱轴承，转轴的非传动端设有辅助轴承，辅助轴承为NJ2218ECM/C4滚柱轴承，通过对轴承型号的设置，可满足牵引电动机在高速状态下运转。
定子铁心为全叠片结构(由定子前后压圈压紧定子冲片并通过拉板焊接而成)，定子冲片为十六边形定子冲片，其槽型为后退槽，后退槽的深度为9mm。不仅有效的利用了机车转向架下的空间，而且与传统槽的深度1-3mm相比较好的实现了通风散热。
定子绕组采用成型绕组(即绕组导体截面为单一截面)，成型绕组所用线圈为200级耐电晕薄膜(杜邦薄膜)2/3绕包扁铜线，电机所用浸渍漆为200级绝缘漆，选择成型绕组是由于其故障率低，使用起来可靠性较高，而且由于选择较好的线圈，有效地防止了电机高速运转时线圈的承受能力。
本实用新型通过对电机内小齿轮位置的改变和轴承的有润滑结构的设计，使电机在高转速下正常工作，并通过对铜端环、铜导条和护环的结构设计和材料选取是电机在高电压、大功率下正常工作，轴刷握的结构设计避免电机在高速运转时线速度过大造成摩擦较大的问题，具有效率高、温升低、使用安全可靠等优点，目前高速交流客运机车用变频调速异步牵引电动机已经应用于200km/h交流客运电力机车中。
附图说明
图1为本实用新型所述的高速交流客运机车用变频调速异步牵引电动机的结构示意图；
图2为本实用新型所述的高速交流客运机车用变频调速异步牵引电动机中A的局部放大图；
图3为本实用新型所述的高速交流客运机车用变频调速异步牵引电动机的轴承外盖的左视图；
图4为图3的A-A剖视图；
图5为本实用新型所述的高速交流客运机车用变频调速异步牵引电动机的圆柱套的主视图；
图6为本实用新型所述的高速交流客运机车用变频调速异步牵引电动机的圆柱套的俯视图。
图中1-转轴，2-圆柱套，3-轴承室，4-轴承，5-轴承内盖，6-轴承外盖，7-进油通孔，8-凹槽，9-辅回油孔、10-主回油孔，11、12-通油孔，13-小齿轮，14-后内封环，15-环状密封槽，16-漏油通道，17-辅助轴承，18-轴刷握，19-护环，20-铜端环，21-后外封环，22-甩油环，23-传动孔，24防护盖，25-端盖，26-定子铁心，27-定子绕组，28-转子铁心，29-铜导条。
具体实施方式
高速交流客运机车用变频调速异步牵引电动机，包括转轴1、端盖25、定子铁心26、定子绕组27、由前压圈和后压圈压紧并由转子冲片组成的转子铁心28、含有铜导条29和铜端环20的转子绕组以及位于转子铜端环20外的护环19，转轴1非传动端端面中心处设有轴刷握18，铜导条29和铜端环20是由高强度合金铜CuCrZr材料制成的，护环19是由高强度合金钢50Mn18Cr5材料制成的，端盖25中心位置设有向前(端盖外部的方向)伸出的圆柱套2，转轴1传动端通过轴承4放置在圆柱套2内，轴承4上套有与圆柱套2前端固定的轴承内盖5，轴承4前端面上压有固定在轴承内盖5上的轴承外盖6，轴承4后侧设有固定在转轴1上的小齿轮13，小齿轮13由前部的传动齿部分和后部的轴套部分构成，圆柱套2的圆柱面上开有与小齿轮13的传动齿对应的弧状传动孔23；圆柱套2顶部开有进油通孔7，轴承内盖5上开有与轴承室3和进油通孔7相通的通油孔11，轴承外盖6后端面下方与轴承内盖5的止口处开有凹槽8，轴承内盖5上开有与凹槽8相通的通油孔12，圆柱套2底部开有可与通油孔12连通的主回油孔10，小齿轮13轴套部分上固定有甩油环22，甩油环22后侧设有穿在小齿轮13轴套部分上的后内封环14，后内封环14上固定有与端盖25内壁固定的防护盖24并在后内封环14的内圈开有若干径向的环状密封槽15，环状密封槽15下部开有漏油通道16，圆柱套2底部开有可与漏油通道16连通的辅回油孔9.前压圈和后压圈上均固定有平衡片；传动端轴承4为NU2322ECM/C5滚柱轴承，转轴1的非传动端设有辅助轴承17，辅助轴承17为NJ2218ECM/C4滚柱轴承；定子铁心26为全叠片结构(由定子前后压圈压紧定子冲片并通过拉板焊接而成)，定子冲片为十六边形定子冲片，其槽型为后退槽，后退槽的深度为9mm；定子绕组27采用成型绕组(即绕组导体截面为单一截面)，成型绕组所用线圈为200级耐电晕薄膜(杜邦薄膜)2/3绕包扁铜线，电机所用浸渍漆为200级绝缘漆.轴承内盖5与圆柱套2前端、轴承外盖6与轴承内盖5均可以通过螺栓固定，后内封环14与防护盖24、防护盖24与端盖25之间均可通过过盈配合固定，防护盖24主要是为了在电机的安装过程中调整后内封环14与端盖25内壁之间距离而设计的，小齿轮13通过过盈配合涨紧在转轴1上，轴承外盖6内端面竖直中心线下部两侧45°的止口处均开有凹槽8，在此位置开设凹槽8可保证润滑油不会快速流回齿轮箱，良好的对轴承进行润滑.漏油通道16由开在后内封环14环状密封槽15底部的竖向孔、与后内封环14上竖向孔相通的横向孔和开在防护盖24上的可与横向孔沟通的竖向孔组成.后内封环14后侧的转轴1上还套有与防护盖24固定的后外封环21，后外封环21的内圈开有若干径向的环状密封槽.转轴1与后外封环21、后内封环14和后外封环21的内壁均设有若干(大于等于两个)径向的环状密封槽，从而有效地提高了密封的效果.定子冲片采用低损耗硅钢片，其上开有阵列的通风孔，从转轴1的传动端进风，穿过定子冲片上的通风孔从转轴1的非传动端出风.
高速交流客运机车用变频调速异步牵引电动机的主要技术参数如下：类型：鼠笼式异步电动机
额定功率：1640kW
额定电压：2942V
额定电流：382A
额定频率：96.5Hz
额定转速：1911r/min
额定功率因数：≥0.88
额定效率：≥95.3％
恒功最高转速：3810r/min
最高转速：4180r/min
额定转矩：8200N.m
最大转矩：11375N.m
绝缘等级：200级
通风方式：强迫通风
风量：1.4m3/s
重量：2450kg
Claims (10)
1.一种高速交流客运机车用变频调速异步牵引电动机，包括转轴(1)、端盖(25)、定子铁心(26)、定子绕组(27)、由前压圈和后压圈压紧并由转子冲片组成的转子铁心(28)、含有铜导条(29)和铜端环(20)的转子绕组以及位于转子铜端环(20)外的护环(19)，其特征是：转轴(1)非传动端端面中心处设有轴刷握(18)，铜导条(29)和铜端环(20)是由高强度合金铜CuCrZr材料制成的，护环(19)是由高强度合金钢50Mn18Cr5材料制成的，端盖(25)中心位置设有向前伸出的圆柱套(2)，转轴(1)传动端通过轴承(4)放置在圆柱套(2)内，轴承(4)上套有与圆柱套(2)前端固定的轴承内盖(5)，轴承(4)前端面上压有固定在轴承内盖(5)上的轴承外盖(6)，轴承(4)后侧设有固定在转轴(1)上的小齿轮(13)，小齿轮(13)由前部的传动齿部分和后部的轴套部分构成，圆柱套(2)的圆柱面上开有与小齿轮(13)的传动齿对应的弧状传动孔(23)；圆柱套(2)顶部开有进油通孔(7)，轴承内盖(5)上开有与轴承室(3)和进油通孔(7)相通的通油孔(11)，轴承外盖(6)后端面下方与轴承内盖(5)的止口处开有凹槽(8)，轴承内盖(5)上开有与凹槽(8)相通的通油孔(12)，圆柱套(2)底部开有可与通油孔(12)连通的主回油孔(10)，小齿轮(13)轴套部分上固定有甩油环(22)，甩油环(22)后侧设有穿在小齿轮(13)轴套部分上的后内封环(14)，后内封环(14)上固定有与端盖(25)内壁固定的防护盖(24)并在后内封环(14)的内圈开有若干径向的环状密封槽(15)，环状密封槽(15)下部开有漏油通道(16)，圆柱套(2)底部开有可与漏油通道(16)连通的辅回油孔(9)。
2.根据权利要求1所述的高速交流客运机车用变频调速异步牵引电动机，其特征是：前压圈和后压圈上均固定有平衡片。
3.根据权利要求1或2所述的高速交流客运机车用变频调速异步牵引电动机，其特征是：传动端轴承(4)为NU2322ECM/C5滚柱轴承，转轴(1)的非传动端设有辅助轴承(17)，辅助轴承(17)为NJ2218ECM/C4滚柱轴承。
4.根据权利要求1或2所述的高速交流客运机车用变频调速异步牵引电动机，其特征是：定子铁心(26)为全叠片结构，定子冲片为十六边形定子冲片，其槽型为后退槽，后退槽的深度为9mm。
5.根据权利要求3所述的高速交流客运机车用变频调速异步牵引电动机，其特征是：定子铁心(26)为全叠片结构，定子冲片为十六边形定子冲片，其槽型为后退槽，后退槽的深度为9mm。
6.根据权利要求1或2所述的高速交流客运机车用变频调速异步牵引电动机，其特征是：定子绕组(27)采用成型绕组，成型绕组所用线圈为200级耐电晕薄膜2/3绕包扁铜线，电机所用浸渍漆为200级绝缘漆。
7.根据权利要求3所述的高速交流客运机车用变频调速异步牵引电动机，其特征是：定子绕组(27)采用成型绕组，成型绕组所用线圈为200级耐电晕薄膜2/3绕包扁铜线，电机所用浸渍漆为200级绝缘漆。
8.根据权利要求4所述的高速交流客运机车用变频调速异步牵引电动机，其特征是：定子绕组(27)采用成型绕组，成型绕组所用线圈为200级耐电晕薄膜2/3绕包扁铜线，电机所用浸渍漆为200级绝缘漆。
9.根据权利要求1或2所述的高速交流客运机车用变频调速异步牵引电动机，其特征是：后内封环(14)后侧的转轴(1)上还套有与防护盖(24)固定的后外封环(21)，后外封环(21)的内圈开有若干径向的环状密封槽.
10.根据权利要求3所述的高速交流客运机车用变频调速异步牵引电动机，其特征是：后内封环(14)后侧的转轴(1)上还套有与防护盖(24)固定的后外封环(21)，后外封环(21)的内圈开有若干径向的环状密封槽。
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| CN103441632A (zh) * | 2013-09-11 | 2013-12-11 | 永济新时速电机电器有限责任公司 | 交流传动快速客运电力机车用大功率异步牵引电动机 |
| CN104979947A (zh) * | 2015-06-23 | 2015-10-14 | 郑州宇通客车股份有限公司 | 电机变速器集成系统及使用该集成系统的车辆 |
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