[发明专利]电动机

说明书

本发明公开了一种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，采用的轴带有外圆周螺旋槽，并且配合两端紧贴的螺旋方向相同的轴流风扇组成轴流组合通风装置，此装置设在转子内部和转子两端，不占用额外的电机轴向空间，使得电动机结构紧凑；由于转向不同，气流方向也会不同，但是都能冷却电机；配合迷宫密封实现了电动机的定子封闭式通风冷却和转子开放式通风冷却的组合冷却方式，这种组合冷却方式使得定子绝缘的可靠性和转子散热能力都得到保证，提高了电机效率；定子冷却风道的组成为(2x)，(2h)，(6h)，转子冷却风道的组成为(5y)，(9b)，(4b)，(10b)，两个冷却风道相互串联，共同由螺旋组合装置提供风压。

本申请是申请号为：2016101574905、发明创造名称为：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、申请日为：2016年03月17日的发明专利申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及工业应用的和驱动铁路车辆的全封闭自通风电动机。

背景技术

三相异步电动机的定子和转子发热约各占到一半，工业电机的定子发热比转子略高，用于铁路车辆的牵引电动机由于工作负荷大，转子转差率大，转子发热量会达到总体发热量的一半以上；

铁路车辆行驶在两根钢轨上，标准轨距1435毫米，牵引电动机、联轴节、齿轮箱组成的动力模块就安置在这个固定的空间内，同时还需要给作业人员保留一定的日常维护保养空间；同时轨道交通工作在露天环境，经受各种雨雪、灰尘、风沙侵蚀的考验，所以轨道交通车辆对牵引电动机的总体要求是体积小、重量轻、功率密度高，抵御恶劣环境能力强。

三相异步电动机的通风冷却方式通常分为开放式自通风、封闭式式自通风、开放式强迫通风：

1.对于现有的开放式自通风电动机：外部冷却空气直接流经定子和转子表面，带走大部分热量，冷却效果好；缺点是定子线圈绝缘系统容易受到外界灰尘、湿气、油污的侵蚀，根据国际电机协会的统计，由于定子绝缘故障造成电动机失效的几率占到总体的三成以上，仅次于轴承故障引起的电动机失效，对于开放式电动机，发生定子绝缘故障的几率会更高；

当前地铁行业普遍应用的是开放式自通风牵引电动机，根据实际使用情况的总结，在电动机投入运行10年以后，定子绝缘故障率会迅速升高，单条线路的牵引电动机月故障率可能达到2～3台，而且主要发生在绝缘故障；

通常在开放式自通风牵引电动机的进风口需要安装过滤除尘装置，除去冷却空气中的大部分灰尘。过滤除尘装置需要定期拆卸清洗，周期大约是3个月，耗费大量人工。

2.对于现有的封闭式自通风电动机，优点是定子绝缘具有清洁的工作环境因而绝缘可靠性高；不足是定子与外壳直接接触，热传导效率高，比较容易通过外壳散热，而转子封闭在壳体内，热量很难散发出去，所以要提高封闭式电动机的功率和效率，转子散热是比较大的挑战，同样功率和效率的电机，封闭式电动机相对于开放式电动机会有更大的体积和重量，材料成本也会因此上升；

当前低地板有轨电车在国内迅速普及，有轨电车的牵引电机靠近路面，容易接触雨水和灰尘，必须采用封闭式牵引电动机；为了增加转向架上方乘客和通道的空间，需要牵引电机的体积足够小；为了满足更大的坡道通过性能和提高制动能量回收率，要求牵引电动机的功率足够大，这些因素都对当前的牵引电动机设计工作提出巨大的挑战。

3.对于现有的开放式强迫通风电动机，优点是体积小，重量轻，功率密度高；不足是需要独立的风机和风道，额外增加成本和空间要求；

当前高铁动车和机车普遍应用的是开放式强迫通风牵引电动机，因为车辆对电机功率要求高，而现有开放式自通风电动机体积太大，转向架的空间不能够容纳；开放式强迫通风牵引电动机需要独立的风机和风道，布置在车厢下面，安装工作很繁琐，是整车厂非常头疼的一项工作。