ES2951150T3 - Dispositivo de refrigeración de un motor eléctrico, conjunto de motorización y vehículo asociados - Google Patents

Dispositivo de refrigeración de un motor eléctrico, conjunto de motorización y vehículo asociados Download PDF

Info

Publication number
ES2951150T3
ES2951150T3 ES22154340T ES22154340T ES2951150T3 ES 2951150 T3 ES2951150 T3 ES 2951150T3 ES 22154340 T ES22154340 T ES 22154340T ES 22154340 T ES22154340 T ES 22154340T ES 2951150 T3 ES2951150 T3 ES 2951150T3
Authority
ES
Spain
Prior art keywords
electric motor
cooling device
support platform
fan
vehicle
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
ES22154340T
Other languages
English (en)
Inventor
Gilles Guignier
Bruno Raguin
Antoine Kempf
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Alstom Holdings SA
Original Assignee
Alstom Holdings SA
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Alstom Holdings SA filed Critical Alstom Holdings SA
Application granted granted Critical
Publication of ES2951150T3 publication Critical patent/ES2951150T3/es
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K1/00—Arrangement or mounting of electrical propulsion units
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K5/00—Casings; Enclosures; Supports
    • H02K5/04—Casings or enclosures characterised by the shape, form or construction thereof
    • H02K5/20—Casings or enclosures characterised by the shape, form or construction thereof with channels or ducts for flow of cooling medium
    • H02K5/207—Casings or enclosures characterised by the shape, form or construction thereof with channels or ducts for flow of cooling medium with openings in the casing specially adapted for ambient air
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B61—RAILWAYS
    • B61C—LOCOMOTIVES; MOTOR RAILCARS
    • B61C3/00—Electric locomotives or railcars
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D27/00—Control, e.g. regulation, of pumps, pumping installations or pumping systems specially adapted for elastic fluids
    • F04D27/001—Testing thereof; Determination or simulation of flow characteristics; Stall or surge detection, e.g. condition monitoring
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D29/00—Details, component parts, or accessories
    • F04D29/26—Rotors specially for elastic fluids
    • F04D29/28—Rotors specially for elastic fluids for centrifugal or helico-centrifugal pumps for radial-flow or helico-centrifugal pumps
    • F04D29/281—Rotors specially for elastic fluids for centrifugal or helico-centrifugal pumps for radial-flow or helico-centrifugal pumps for fans or blowers
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K11/00—Structural association of dynamo-electric machines with electric components or with devices for shielding, monitoring or protection
    • H02K11/20—Structural association of dynamo-electric machines with electric components or with devices for shielding, monitoring or protection for measuring, monitoring, testing, protecting or switching
    • H02K11/21—Devices for sensing speed or position, or actuated thereby
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K11/00—Structural association of dynamo-electric machines with electric components or with devices for shielding, monitoring or protection
    • H02K11/20—Structural association of dynamo-electric machines with electric components or with devices for shielding, monitoring or protection for measuring, monitoring, testing, protecting or switching
    • H02K11/21—Devices for sensing speed or position, or actuated thereby
    • H02K11/22—Optical devices
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K9/00—Arrangements for cooling or ventilating
    • H02K9/02—Arrangements for cooling or ventilating by ambient air flowing through the machine
    • H02K9/04—Arrangements for cooling or ventilating by ambient air flowing through the machine having means for generating a flow of cooling medium
    • H02K9/06—Arrangements for cooling or ventilating by ambient air flowing through the machine having means for generating a flow of cooling medium with fans or impellers driven by the machine shaft
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K11/00—Arrangement in connection with cooling of propulsion units
    • B60K11/06—Arrangement in connection with cooling of propulsion units with air cooling
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K11/00—Arrangement in connection with cooling of propulsion units
    • B60K11/08—Air inlets for cooling; Shutters or blinds therefor
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K1/00—Arrangement or mounting of electrical propulsion units
    • B60K2001/003—Arrangement or mounting of electrical propulsion units with means for cooling the electrical propulsion units
    • B60K2001/006—Arrangement or mounting of electrical propulsion units with means for cooling the electrical propulsion units the electric motors
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60Y—INDEXING SCHEME RELATING TO ASPECTS CROSS-CUTTING VEHICLE TECHNOLOGY
    • B60Y2200/00—Type of vehicle
    • B60Y2200/30—Railway vehicles
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2270/00—Control
    • F05D2270/80—Devices generating input signals, e.g. transducers, sensors, cameras or strain gauges
    • F05D2270/821—Displacement measuring means, e.g. inductive
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K2213/00—Specific aspects, not otherwise provided for and not covered by codes H02K2201/00 - H02K2211/00
    • H02K2213/03—Machines characterised by numerical values, ranges, mathematical expressions or similar information

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Motor Or Generator Cooling System (AREA)
  • Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)

Abstract

La invención se refiere a un dispositivo de refrigeración (28) para un motor eléctrico (24) que comprende: - una envoltura (40) que delimita un conducto de aire (58) que conecta una entrada de aire (52) con al menos una salida de aire (56), - un ventilador (42) montado dentro de la envolvente (40) configurado para forzar la circulación de un flujo de aire, y - un dispositivo de medición (44) de la velocidad de rotación del ventilador (42) compuesto por una rueda codificadora (64) unida indirectamente al ventilador (42) y a un sensor de velocidad (66); El dispositivo de refrigeración (28) comprende una placa de soporte (46) capaz de fijarse sobre el rotor (32) del motor eléctrico (24). El ventilador (42) está separado de la placa de soporte (46) y fijado únicamente en una de las caras (60A, 60B) de la placa de soporte (46). (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN
Dispositivo de refrigeración de un motor eléctrico, conjunto de motorización y vehículo asociados
La presente invención se refiere a un dispositivo de refrigeración de un motor eléctrico de tracción de un vehículo. La invención también se refiere a un conjunto de motorización que comprende un dispositivo de refrigeración de este tipo.
La invención también se refiere a un vehículo que comprende un conjunto de motorización de este tipo.
El vehículo es, por ejemplo, un vehículo ferroviario o, en una variante, un vehículo automóvil, aéreo o marítimo. Es necesario refrigerar un motor eléctrico cuando está en funcionamiento, con el fin de evitar cualquier sobrecalentamiento y, por tanto, garantizar su correcto funcionamiento.
Para ello, se conoce fijar un ventilador directamente al eje del motor. La rotación del eje del motor conlleva, entonces, la rotación del ventilador, y hacer circular de ese modo un flujo de aire en el motor. Entonces, se dice que el motor está “ autoventilado” .
No obstante, el ventilador, que está fijado al eje, se ve sometido a varias tensiones mecánicas, entre ellas los pares pulsatorios transmitidos por el eje, y los esfuerzos centrífugos generados por la rotación.
En el caso en el que una pieza que presente una masa significativa esté fijada al ventilador, este último debe presentar una alta resistencia mecánica con el fin de garantizar un nivel satisfactorio de fiabilidad. Entonces, es necesario usar aleaciones metálicas para la fabricación del ventilador, y dimensionar el ventilador con grosores importantes.
Por tanto, el ventilador presenta una masa importante que conlleva una disminución del rendimiento aerodinámico y un aumento del ruido generado.
Se conocen dispositivos de refrigeración a partir de los documentos CN 110474470 A, JP 2016021815 A y EP 1100 184 A1.
Por tanto, uno de los objetivos de la invención es reducir la masa del ventilador, sin por ello penalizar la fiabilidad y la vida útil del ventilador.
Para ello, la invención tiene por objeto un dispositivo de refrigeración de un motor eléctrico de tracción de un vehículo, concretamente de un vehículo ferroviario, comprendiendo el motor eléctrico un rotor y un estator, comprendiendo el dispositivo de refrigeración una cubierta que delimita un conducto de canalización de aire que conecta una entrada de aire a al menos una salida de aire, un ventilador montado en el interior de la cubierta, y móvil en rotación alrededor de un eje principal, comprendiendo el ventilador aspas y estando configurado para forzar la circulación de un flujo de aire desde la entrada de aire hacia cada salida de aire, y un dispositivo de medición de la velocidad de rotación del ventilador, estando el dispositivo de medición compuesto por una rueda codificadora conectada de manera indirecta al ventilador, y por un sensor de velocidad fijado a la cubierta y apropiado para medir la velocidad de rotación de la rueda codificadora; comprendiendo el dispositivo de refrigeración una plataforma de soporte que presenta dos caras opuestas, siendo la plataforma de soporte apropiada para fijarse sobre el rotor del motor eléctrico; siendo el ventilador distinto de la plataforma de soporte y estando fijado únicamente a una de las caras de la plataforma de soporte. Según otras realizaciones particulares de la invención, el dispositivo de refrigeración comprende una o varias de las siguientes características, tomadas de manera aislada o según todas las combinaciones técnicamente posibles: - la rueda codificadora es distinta de la plataforma de soporte y está fijada únicamente a la plataforma de soporte; - cada aspa se extiende de manera sustancialmente radial con respecto al eje principal;
- la plataforma de soporte presenta una forma circular centrada en el eje principal, extendiéndose cada aspa radialmente a lo largo de una longitud inferior al radio de la plataforma de soporte;
- la plataforma de soporte presenta una densidad másica superior a la densidad másica de las aspas;
- cada aspa presenta un grosor inferior a 8 mm; y
- la rueda dentada y el ventilador están fijados a la plataforma de soporte mediante medios de fijación extraíbles. La invención también tiene por objeto un conjunto de motorización que comprende un motor eléctrico de tracción de un vehículo, comprendiendo el motor eléctrico un rotor y un estator; un cárter que rodea el motor eléctrico, definiendo el cárter al menos un canal de refrigeración del motor eléctrico, que se extiende en la periferia del estator, y un dispositivo de refrigeración tal como se definió anteriormente, estando el dispositivo de refrigeración fijado al cárter de tal manera que el conducto de canalización de aire está conectado por conexión de fluido al canal de refrigeración. Según realizaciones particulares de la invención, el conjunto de motorización también presenta una o varias de las siguientes características, tomada(s) de manera aislada o en combinación:
- cada aspa está fijada a la cara de la plataforma de soporte opuesta al motor eléctrico; y
- cada aspa está fijada a la cara de la plataforma de soporte frente al motor eléctrico.
La invención también tiene por objeto un vehículo, en particular un vehículo ferroviario, que comprende al menos un conjunto de motorización tal como se definió anteriormente.
La invención y sus ventajas se comprenderán mejor tras la lectura de la siguiente descripción, facilitada únicamente a modo de ejemplo no limitativo, y realizada haciendo referencia a los dibujos adjuntos, en los que:
- [Figura 1] la Figura 1 es una representación esquemática lateral de un vehículo ferroviario; y
- [Figura 2] la Figura 2 es una vista en sección de un conjunto de motorización según una primera realización, incorporado en el vehículo ferroviario de la Figura 1; y
- [Figura 3] la Figura 3 es una vista en sección de un conjunto de motorización según una segunda realización, incorporado en el vehículo ferroviario de la Figura 1.
En la Figura 1 se ilustra un sistema ferroviario 2 que comprende una infraestructura ferroviaria 4 y un vehículo ferroviario.
La infraestructura ferroviaria 4 comprende una vía férrea 6 y una catenaria 8.
La catenaria 8 es un dispositivo de alimentación eléctrica suspendido por encima de la vía ferroviaria 6. La catenaria 8 comprende al menos un hilo de contacto eléctricamente conductor. La catenaria 8 está portada por al menos un cable portador.
A continuación, sólo se describirá el vehículo ferroviario 10, pero el experto en la técnica comprenderá que la invención se aplica a cualquier tipo de vehículo, por ejemplo, a un vehículo automóvil, aéreo o marítimo.
El vehículo ferroviario 10 está configurado para permitir el transporte de viajeros y/o de mercancías.
Tal como se observa en la Figura 1, el vehículo ferroviario 10 comprende uno o varios coches, y al menos un conjunto 16 de motorización incorporado en el vehículo 10.
Cuando el vehículo 10 presenta varios coches, estos están dispuestos en fila, unos detrás de otros.
El vehículo 10 está compuesto, por ejemplo, por al menos un coche intermedio 12, en este caso por dos coches intermedios 12, y por dos coches 14, 18 de extremo. Cada coche 14, 18 de extremo está situado en un extremo respectivo del vehículo 10.
El vehículo 10 comprende, además, al menos un pantógrafo 20 dispuesto sobre uno de los coches 12, 14, 18. El pantógrafo 20 es un dispositivo articulado configurado para captar corriente eléctrica mediante el rozamiento con la catenaria 8.
Cada coche 12, 14, 18 se extiende según una dirección longitudinal, y presenta dos extremos longitudinales.
El vehículo 10 comprende bogies 17 dispuestos para soportar los coches 12,14, 18 y garantizar su guiado a lo largo de la vía férrea 16. Cada bogie 17 soporta un coche 12, 14, 18 que descansa sobre este bogie 17, o soporta dos coches 12, 14, 18 contiguos que descansan, por sus extremos longitudinales contiguos, sobre este bogie 17 (se denomina entonces “ bogie común” ).
Cada bogie 17 comprende ruedas 22 portadas por ejes no representados en las figuras. Las ruedas 22 están configuradas para rodar sobre carriles de la vía férrea 6, y permitir de ese modo el desplazamiento del vehículo ferroviario 10.
Cada conjunto 16 de motorización está incorporado en un coche 12, 14, 18. El vehículo 10 puede comprender un único conjunto 16 de motorización o varios conjuntos 16 de motorización. Cuando están previstos varios conjuntos 16 de motorización, pueden estar dispuestos en un mismo coche 12, 14, 18, o distribuidos en varios coches 12, 14, 18 del vehículo 10.
El vehículo 10 comprende, en este caso, un conjunto 16 de motorización incorporado en el coche 14 de extremo. En una variante, o como opción, el vehículo 10 comprende un conjunto de motorización en el otro coche 18 de extremo. En una variante, o como opción, el vehículo 10 comprende un conjunto 16 de motorización incorporado en al menos uno o en cada uno de los coches intermedios 12.
La Figura 2 representa el conjunto 16 de motorización según la primera realización, y que va a describirse a continuación.
El conjunto 16 de motorización se extiende según un eje principal A-A'.
El conjunto 16 de motorización comprende un motor eléctrico 24, un cárter 26 que rodea el motor eléctrico 24, y un dispositivo 28 de refrigeración.
El motor eléctrico 24 se alimenta eléctricamente mediante la corriente eléctrica captada por el pantógrafo 20.
El motor eléctrico 24 es un motor de tracción del vehículo 10. El motor eléctrico 24 está configurado para convertir la energía eléctrica recibida a energía mecánica, lo que permite el accionamiento en rotación de las ruedas 22 y, por tanto, el desplazamiento del vehículo 10 a lo largo de la vía férrea 6.
En el ejemplo ilustrado en la Figura 2, el motor eléctrico 24 es una máquina eléctrica trifásica que comprende un rotor 32, un estator 34 y un tabique exterior 35.
El rotor 32 tiene forma general cilíndrica, y se extiende a lo largo del eje principal A-A'. El rotor 32 está montado de manera rotatoria con respecto al estator 34, alrededor del eje principal A-A'.
El estator 34 se extiende alrededor del rotor 32.
Preferiblemente, el motor eléctrico 24 es un motor síncrono.
En una variante, el motor eléctrico 24 es un motor asíncrono.
El tabique exterior 35 se extiende alrededor del estator 34, y protege el interior del motor eléctrico 24, en particular, el estator 34 y el rotor 32.
El cárter 26 comprende una pared lateral 36A que se extiende según el eje principal A-A', rodeando el motor eléctrico 24, cerrada en sus extremos axiales por una pared delantera 36B y una pared trasera 36C.
La sección transversal de la pared lateral 36A, tomada en perpendicular al eje principal A-A', presenta, por ejemplo, una forma general rectangular, en particular cuadrada.
En una variante, la sección perpendicular al eje principal A-A' de la pared lateral 36A, presenta una forma general circular o poligonal.
La pared delantera 36B está prevista para estar frente al dispositivo 28 de refrigeración.
El cárter 26 está dotado de al menos una abertura 38 pasante para el paso de un flujo de aire para la refrigeración del motor eléctrico 24.
Ventajosamente, tal como se observa en la Figura 2, el cárter 26 comprende una pluralidad de aberturas 38.
Las aberturas 38 están dispuestas, en particular, en la pared delantera 36B y en la pared trasera 36C.
El cárter 26 define al menos un canal 39 de refrigeración del motor eléctrico 24, que se extiende en la periferia del estator 34.
Cada canal 39 de refrigeración se extiende entre dos aberturas 38. Por tanto, cada canal 39 de refrigeración está configurado para alimentarse por el flujo de aire, a través de al menos una de las aberturas 38, y para desembocar en el exterior del cárter 26, a nivel de la otra abertura 38.
El flujo de aire se representa en las Figuras 2 y 3 mediante flechas que simbolizan el sentido de circulación de dicho flujo de aire.
Cada canal 39 de refrigeración está situado en la periferia del motor eléctrico 24.
En particular, cada canal 39 de refrigeración está en contacto con el tabique exterior 35 del motor eléctrico 24.
Ventajosamente, cada canal 39 de refrigeración se extiende axialmente a lo largo del motor eléctrico 24, según el eje principal A-A'.
Por tanto, los canales 39 de refrigeración se extienden a lo largo del eje principal A-A' desde la pared delantera 36B hasta la pared trasera 36C.
Durante el funcionamiento del motor eléctrico 24, éste produce calor que se necesita evacuar con el fin de garantizar un correcto funcionamiento del motor eléctrico 24.
La circulación del flujo de aire en el motor eléctrico 24 se representa mediante las flechas visibles en la Figura 2. Durante esta circulación, el flujo de aire recupera el calor producido por el motor eléctrico 24, y lo evacúa fuera del cárter 26, hacia el exterior del vehículo 10.
El dispositivo 28 de refrigeración está configurado para refrigerar el motor eléctrico 24.
En la Figura 2, el dispositivo 28 de refrigeración está configurado para forzar un flujo de aire a través de al menos una de las aberturas 38, con el fin de refrigerar el motor eléctrico 24.
El dispositivo 28 de refrigeración comprende una cubierta 40, un ventilador 42, un dispositivo 44 de medición de la velocidad de rotación del ventilador 42, y una plataforma 46 de soporte apropiada para alojar una rueda codificadora 64.
La cubierta 40 es apropiada para disponerse en la pared delantera 36B del cárter 26, o en la pared lateral 36A del cárter 26.
La cubierta 40 es apropiada para fijarse al cárter 26, en particular a la pared lateral 36A del cárter 26, y/o a la pared delantera 36B del cárter 26.
Según una realización, la cubierta 40 está fijada mediante medios de fijación extraíbles en el cárter 26. Los medios de fijación son, por ejemplo, tornillos.
La sección transversal de la cubierta 40, tomada en perpendicular al eje principal A-A', es similar a la del cárter 26. En este caso, presenta un contorno de forma general rectangular, en particular cuadrada.
En una variante, presenta un contorno de forma general circular o poligonal.
La cubierta 40 define una entrada 52 de aire, para permitir la entrada del flujo de aire al interior de la cubierta 40. La entrada 52 de aire presenta una abertura de forma circular, por ejemplo, situada en el eje A-A'.
Ventajosamente, la entrada 52 de aire presenta una extensión transversal máxima comprendida entre el 20 % y el 70 % de la extensión transversal máxima del dispositivo 28 de refrigeración.
La cubierta 40 presenta al menos una salida 56 de aire. Cada salida 56 de aire está destinada a conectarse por conexión de fluido a al menos una abertura 38 del cárter 26, para la alimentación con aire de esta abertura 38. En este caso, la cubierta 40 presenta una única salida 56 de aire de forma anular situada sustancialmente en la periferia de la cubierta 40, frente a las aberturas 38 de la pared delantera 36B del cárter 26.
Tal como se observa en la Figura 2, la cubierta 40 es hueca, y delimita un conducto 58 de canalización de aire que conecta la entrada 52 de aire a cada salida 56 de aire.
El dispositivo 28 de refrigeración está configurado para generar el flujo de aire en el conducto 58 de canalización de aire, entre la entrada 52 de aire y cada salida 56 de aire, y de ese modo alimentar la(s) abertura(s) 38 con el flujo de aire.
La plataforma 46 de soporte está fijada al rotor 32 del motor eléctrico 24.
Ventajosamente, la plataforma 46 de soporte está configurada para su centrado con respecto al rotor 32. Comprende, por ejemplo, un rebaje previsto para la inserción de un extremo del rotor 32.
Tal como se observa en la Figura 2, la plataforma 46 de soporte está fijada al rotor 32 mediante medios 59 de fijación extraíbles. Los medios 59 de fijación son, por ejemplo, tornillos.
Ventajosamente, la plataforma 46 de soporte está realizada de acero, de fundición o de aleación de aluminio.
La plataforma 46 de soporte presenta concretamente una densidad másica comprendida entre 2700 kg/m3 y 8000 kg/m3.
La plataforma 46 de soporte presenta una forma circular centrada en el eje principal A-A'.
La plataforma 46 de soporte presenta un diámetro exterior D, según una dirección ortogonal al eje principal A-A', comprendido entre el 50 % y el 80 % del diámetro de la cubierta del motor, según una dirección ortogonal al eje principal A-A'.
La plataforma 46 de soporte presenta ventajosamente un grosor E, según el eje principal A-A', comprendido entre 5 mm y 200 mm.
Tal como se observa en la Figura 2, la plataforma 46 de soporte presenta dos caras opuestas, entre ellas una primera cara 60A y una segunda cara 60B. La primera cara 60A está frente al motor eléctrico 24, y la segunda cara 60B es opuesta al motor eléctrico 24.
Las dos caras 60A, 60B son ventajosamente paralelas.
El ventilador 42 está montado en el interior de la cubierta 40.
El ventilador 42 es distinto de la plataforma 46 de soporte, y está fijado únicamente a la plataforma 46 de soporte. El ventilador 42 está configurado para forzar la circulación de aire desde la entrada 52 de aire hacia cada salida 56 de aire.
En particular, el ventilador 42 está configurado para aspirar un flujo de aire de manera axial con respecto al eje principal A-A, por la entrada 52, y hacer circular este flujo de aire de manera principalmente radial con respecto al eje principal A-A, en la cubierta 40. Entonces, la cubierta 40 está configurada para canalizar este flujo de aire radial en el conducto 58 de canalización, y hacerlo salir axialmente por cada salida 56 de aire.
Para ello, el ventilador 42 es móvil en rotación alrededor del eje principal A-A'.
El ventilador 42 comprende aspas 62.
En particular, el ventilador 42 comprende un número de aspas 62 comprendido entre 3 y 25.
Tal como se observa en la Figura 2, el ventilador 42 está fijado a la plataforma 46 de soporte mediante medios 59 de fijación extraíbles, concretamente al menos un tornillo.
Tal como se observa en la Figura 2, en la primera realización, el ventilador 42 está fijado a la segunda cara 60B de la plataforma 46 de soporte opuesta al motor eléctrico 24.
El ventilador 42 es apropiado para girar a la misma velocidad que el rotor 32 al que está fijado. Entonces, se dice que el motor eléctrico 24 está autoventilado, ya que el ventilador 42 se pone en rotación por el propio motor eléctrico 24. Cada aspa 62 se extiende de manera sustancialmente radial con respecto al eje principal A-A'.
Según una realización particular, cada aspa 62 se extiende radialmente a lo largo de una longitud inferior al radio de la plataforma 46 de soporte.
Cada aspa 62 presenta ventajosamente un grosor inferior a 8 mm.
El ventilador 42 está compuesto, por ejemplo, únicamente por material de plástico, por un material metálico o por un material compuesto.
El material metálico es, por ejemplo, aluminio, titanio o acero.
El material compuesto comprende, por ejemplo, un material de plástico mezclado con otro material, tal como fibra de vidrio o fibras de carbono, por ejemplo.
El ventilador 42 presenta, concretamente, una densidad másica comprendida entre 500 kg/m3 y 5000 kg/m3.
La plataforma 46 de soporte presenta una densidad másica estrictamente superior a la densidad másica de las aspas 62.
El dispositivo 44 de medición de la velocidad de rotación del ventilador 42, está compuesto por una rueda codificadora 64, conectada de manera indirecta al ventilador 42, y por un sensor 66 de velocidad.
La rueda codificadora 64 es una rueda que presenta aberturas regulares en su periferia. Por ejemplo, la rueda codificadora 64 es una rueda dentada cuyos dientes se extienden de manera regular en la periferia de la rueda. En una realización, la rueda codificadora 64 es distinta de la plataforma 46 de soporte.
La rueda codificadora 64 está fijada únicamente a la plataforma 46 de soporte. En particular, la rueda codificadora 64 está fijada a la plataforma 46 de soporte mediante medios 59 de fijación extraíbles, concretamente, en este caso, tornillos.
La rueda codificadora 64 está dispuesta concretamente en la periferia de la plataforma 46 de soporte.
Entonces, la rueda codificadora 64 está ventajosamente compuesta por un material férreo, concretamente acero. En una variante, la rueda codificadora 64 forma una sola pieza con la plataforma 46 de soporte.
Entonces, la rueda codificadora 64 y la plataforma 46 de soporte están ventajosamente compuestas por un material férreo, concretamente acero.
Tal como se observa en la Figura 2, el sensor 66 de velocidad está fijado a la cubierta 40.
El sensor 66 de velocidad está dispuesto frente a la rueda codificadora 64.
El sensor 66 de velocidad es apropiado para medir la velocidad de rotación de la rueda codificadora 64. El sensor 66 de velocidad es, por ejemplo, un sensor magnético.
La Figura 3 representa un conjunto 116 de motorización según la segunda realización, y que va a describirse a continuación.
El conjunto 116 de motorización según la segunda realización, presenta una estructura similar al conjunto 16 de motorización según la primera realización y, a continuación, sólo se describirán las diferencias entre las dos realizaciones.
En particular, el conjunto 116 de motorización según la segunda realización, difiere porque el ventilador 42 está fijado a la primera cara 60A de la plataforma 46 de soporte, frente al motor eléctrico 24.
Tal como se observa en la Figura 3, la entrada 52 de aire del dispositivo 28 de refrigeración está destinada a conectarse por conexión de fluido a al menos una de las aberturas 38 del cárter 26, para la alimentación con aire de esta abertura 38.
Cada salida 56 de aire está dispuesta en la periferia de la cubierta 40.
El ventilador 42 está configurado para llevar la circulación de aire desde la entrada 52 de aire hacia cada salida 56 de aire.
En particular, el ventilador 42 está configurado para aspirar por la entrada 52 de aire a partir del canal 39 de refrigeración, y hacer circular este flujo de aire a través del conducto 58 de canalización hasta la salida 56 de aire fuera del dispositivo 28 de refrigeración.
Por tanto, tal como se observa en la Figura 3, el flujo de aire circula en el canal 39 de refrigeración del motor eléctrico 24, en el sentido inverso con respecto al sentido de circulación del flujo de aire en la primera realización.
La circulación del flujo de aire en el motor eléctrico 24 se representa mediante las flechas visibles en la Figura 3. El flujo de aire penetra en el motor eléctrico 24 por la pared trasera 36C del cárter 26, circula en el canal 39 de refrigeración, y después circula en el dispositivo 28 de refrigeración, antes de escaparse por la salida 56 de aire. Entonces, se dice que el motor eléctrico 24 es de “ventilación forzada” .
Ventajosamente, el motor eléctrico 24 comprende, además, al menos un canal 68 de ventilación que atraviesa el rotor 32. Cada canal 68 de ventilación está conectado por conexión de fluido a las aberturas 38 y al canal 39 de refrigeración.
Entonces, se concibe que la presente invención presenta un cierto número de ventajas.
En efecto, la plataforma 46 de soporte permite soportar la parte esencial de las tensiones mecánicas debidas al funcionamiento del motor eléctrico 24 y del ventilador 42.
Por consiguiente, las aspas 62 soportan menos tensiones que en los ventiladores convencionales y, por tanto, presentan eventualmente una estructura mecánica menos sólida, sin penalizar la fiabilidad y la vida útil del ventilador 42.
De este modo, puede afinarse la forma de las aspas 62 y, por consiguiente, mejorar los rendimientos aerodinámicos, y reducir el ruido provocado por el ventilador 42.
La fabricación de estas aspas 62 también está simplificada y es menos costosa.

Claims (10)

REIVINDICACIONES
1. Dispositivo (28) de refrigeración de un motor eléctrico (24) de tracción de un vehículo (10), concretamente de un vehículo ferroviario, comprendiendo el motor eléctrico (24) un rotor (32) y un estator (34), comprendiendo el dispositivo (28) de refrigeración:
- una cubierta (40) que delimita un conducto (58) de canalización de aire, que conecta una entrada (52) de aire a al menos una salida (56) de aire,
- un ventilador (42) montado en el interior de la cubierta (40) y móvil en rotación alrededor de un eje principal (A-A'), comprendiendo el ventilador (42) aspas (62) y estando configurado para forzar la circulación de un flujo de aire desde la entrada (52) de aire hacia cada salida (56) de aire, y
- un dispositivo (44) de medición de la velocidad de rotación del ventilador (42), estando el dispositivo (44) de medición compuesto por una rueda codificadora (64) conectada de manera indirecta al ventilador (42), y por un sensor (66) de velocidad fijado a la cubierta (40) y apropiado para medir la velocidad de rotación de la rueda codificadora (64),
caracterizado porque el dispositivo (28) de refrigeración comprende una plataforma (46) de soporte que presenta dos caras (60a , 60B) opuestas, siendo la plataforma (46) de soporte apropiada para fijarse sobre el rotor (32) del motor eléctrico (24),
siendo el ventilador (42) distinto de la plataforma (46) de soporte, y estando fijado únicamente a una de las caras (60A, 60B) de la plataforma (46) de soporte.
2. Dispositivo (28) de refrigeración según la reivindicación 1, en donde la rueda codificadora (64) es distinta de la plataforma (46) de soporte, y está fijada únicamente a la plataforma (46) de soporte.
3. Dispositivo (28) de refrigeración según las reivindicaciones 1 o 2, en donde cada aspa (62) se extiende de manera sustancialmente radial con respecto al eje principal (A-A').
4. Dispositivo (28) de refrigeración según la reivindicación 3, en donde la plataforma (46) de soporte presenta una forma circular centrada en el eje principal (A-A'), extendiéndose cada aspa (62) radialmente a lo largo de una longitud inferior al radio de la plataforma (46) de soporte.
5. Dispositivo (28) de refrigeración según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde la plataforma (46) de soporte presenta una densidad másica superior a la densidad másica de las aspas (62).
6. Dispositivo (28) de refrigeración según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde cada aspa (62) presenta un grosor inferior a 8 mm.
7. Dispositivo (28) de refrigeración según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde la rueda dentada (64) y el ventilador (42) están fijados a la plataforma (46) de soporte mediante medios (59) de fijación extraíbles.
8. Conjunto (16, 116) de motorización, que comprende:
- un motor eléctrico (24) de tracción de un vehículo (10), comprendiendo el motor eléctrico (24) un rotor (32) y un estator (34);
- un cárter (26) que rodea el motor eléctrico (24), definiendo el cárter (26) al menos un canal (39) de refrigeración del motor eléctrico (24), que se extiende en la periferia del estator (34), y
- un dispositivo (28) de refrigeración según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, estando el dispositivo (28) de refrigeración fijado al cárter (26), de tal manera que el conducto (58) de canalización de aire esté conectado por conexión de fluido al canal (39) de refrigeración.
9. Conjunto (16) de motorización según la reivindicación 8, en donde cada aspa (62) está fijada a la cara de la plataforma (46) de soporte opuesta al motor eléctrico (24), o a la cara de la plataforma (46) de soporte frente al motor eléctrico (24).
10. Vehículo (10), concretamente vehículo ferroviario, que comprende al menos un conjunto (16, 116) de motorización según una cualquiera de las reivindicaciones 8 o 9.
ES22154340T 2021-02-01 2022-01-31 Dispositivo de refrigeración de un motor eléctrico, conjunto de motorización y vehículo asociados Active ES2951150T3 (es)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR2100953A FR3119343B1 (fr) 2021-02-01 2021-02-01 Dispositif de refroidissement d’un moteur électrique, ensemble de motorisation et véhicule associés

Publications (1)

Publication Number Publication Date
ES2951150T3 true ES2951150T3 (es) 2023-10-18

Family

ID=76523001

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
ES22154340T Active ES2951150T3 (es) 2021-02-01 2022-01-31 Dispositivo de refrigeración de un motor eléctrico, conjunto de motorización y vehículo asociados

Country Status (6)

Country Link
EP (1) EP4035916B1 (es)
JP (1) JP2022117969A (es)
CN (1) CN114844281A (es)
ES (1) ES2951150T3 (es)
FR (1) FR3119343B1 (es)
HU (1) HUE062364T2 (es)

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2800931B1 (fr) * 1999-11-09 2004-01-23 Alstom Dispositif de ventilation et moteur electrique de traction ferroviaire equipe d'un tel dispositif
JP2016021815A (ja) * 2014-07-14 2016-02-04 株式会社東芝 車両用回転電機の冷却構造
CN110474470B (zh) * 2019-07-10 2021-08-03 中车永济电机有限公司 低损耗、低噪音的100％低地板车用全封闭自通风牵引电机

Also Published As

Publication number Publication date
HUE062364T2 (hu) 2023-10-28
EP4035916B1 (fr) 2023-05-10
FR3119343A1 (fr) 2022-08-05
EP4035916A1 (fr) 2022-08-03
FR3119343B1 (fr) 2023-01-27
JP2022117969A (ja) 2022-08-12
CN114844281A (zh) 2022-08-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN100570990C (zh) 车辆用旋转电机
CN111902327B (zh) 轨道车辆的转向架
CN112994355A (zh) 一种带吊挂结构的空水冷大功率永磁牵引电机
US20050104470A1 (en) Integrated stator-axle for in-wheel motor of an electric vehicle
KR20100106247A (ko) 전기 기계를 냉각시키기 위한 장치 및 방법
ES2392401T3 (es) Máquina que comprende una polea y un motor eléctrico, en particular para ascensor
KR20010085527A (ko) 전폐형 구동 전동기
CN101682231B (zh) 车用无刷交流发电机
KR20200040243A (ko) 인버터를 구비한 인휠 전기 모터와, 그 인휠 전기 모터의 제조 방법
ES2951150T3 (es) Dispositivo de refrigeración de un motor eléctrico, conjunto de motorización y vehículo asociados
US6351046B1 (en) Compact dynamoelectric machine
ES2854753T3 (es) Motor eléctrico desmontable
CN110620475B (zh) 损耗热的排出被改善的电机
JP2005168204A (ja) 回転電機
CN110784056B (zh) 包含冷却装置的铁路电动马达以及相关联的铁路车辆
JP3533934B2 (ja) モノレール車両駆動用主電動機
CN112787455A (zh) 载具牵引电动机的冷却装置、相关机械总成、载具以及更换方法
JP2001178079A (ja) 強制冷却式全閉形回転電機
US11626767B2 (en) Stator with terminal connector
JP2021078346A (ja) 車両駆動用電気モータ
JP7458339B2 (ja) 回転電機及びそれを用いたダンプトラック用回転電機システム
CN115995893A (zh) 旋转电机及相关载具
US11990797B2 (en) Rotating electrical machine having a circuit for cooling magnets by the shaft
CN202957708U (zh) 水冷有刷发电机
JPH05344682A (ja) アウターロータ電動機