[发明专利]一种矿用电动轮自卸车驱动设备及其冷却方法

说明书

本发明公开了一种矿用电动轮自卸车驱动设备及其冷却方法，驱动设备包括控制柜及内部设有定子、转子和发电机叶轮(9)的发电机(5)，还包括通过转轴(4)与发电机(5)连接的风机，以及与风机构成连通风路的牵引电动机，发电机(5)内部设有励磁机和整流装置组合(3)，发电机(5)的外壳在与励磁机和整流装置组合(3)对应处开有发电机进风口(15)，发电机(5)的外壳在发电机叶轮(9)处开有发电机出风口(8)。冷却方法为对发电机(5)、控制柜和牵引电动机分两路进行冷却。本发明在有限的空间内对发电机及风机的结构进行改造，调整冷却风路，使冷却风路更合理，并提升电机的可靠性和功率密度，减轻设备整体重量。

技术领域

本发明涉及工业电动机车驱动设备设施领域，更具体地说，涉及一种矿用电动轮自卸车驱动设备。

背景技术

矿用电动轮自卸车因其机动灵活、承载重、适应性强的特点，在大、中型露天矿山开采中被广泛使用。它承担了占世界范围内总量40％的煤及90％的铁矿的开采运输任务。特别是大吨位自卸车，由于重量大导致传统的机械传动变得困难，故载重在100吨以上的矿用自卸车一般均采用电传动的方式。

电传动方式是由柴油发动机驱动同步牵引发电机，产生交流电。交流电通过控制柜，驱动安装于后桥中左右两侧的牵引电动机。电动机输出机械转矩，经减速器后传递给轮毂，驱动车辆行驶。发动机输出的机械能通过发电机转化为电能，再经控制柜将电能通过电动机转化为机械能。发电机、电动机和控制柜无疑在能量传递的过程中起到了转化器的作用，并在此过程中产生损耗，引起发热。受到车辆空间和自重的限制，同步牵引发电机和牵引电动机功率密度均较高，必须采用有效的冷却方式，对其进行换热。

如图5所示，现有的矿用电动轮自卸车驱动设备包括现有发电机(1)和现有风机(2)，现有发电机(1)包括：机壳、固定在机壳内部且呈环状的定子、套接在定子内部可旋转的转子、贯穿转子的转轴(4)、套接在转轴(4)末端的发电机叶轮(9)，以及给转子提供电流的刷架(18)、碳刷(14)和集电环(17)，还包括设置在发电机(1)与风机(2)连接处的发电机端盖(13)。机壳在刷架(18)、碳刷(14)和集电环(17)的正上方开有进风口(15)，机壳在发电机叶轮(9)的上方开有发电机出风口(8)。

现有风机(2)包括：设置在转轴(4)上的风机叶轮(10)、以及罩在所述风机叶轮(10)外部的风机蜗壳(12)和接在所述风机蜗壳(12)上的蜗壳出风口(7)。

进风口(15)为现有发电机(1)和现有风机(2)共用的进风口，发电机端盖(13)开有通口，进风口(15)的气体在发电机叶轮和风机叶轮的带动下分成两路，令进入进风口(15)的气体既能进入发电机(1)又能在通过导流板(16)导流后进入现有风机(2)中。

其中，刷架(18)、碳刷(14)、集电环(17)的作用是把电机外部的电源传递给转子的绕组。

如图4所示，为现有的传统的电动轮自卸车驱动设备冷却方案，具体冷却方案如下：

在独立风机和发电机内部叶轮的联合驱动下，系统外部的环境空气被吸入控制柜，首先对控制柜进行冷却，然后冷却发电机集电环17、刷架18和碳刷14，再沿轴向冷却主发电机内部，最终从原发电机出风口排出电机，进入环境空气。传统结构发电机为有刷式发电机，带有集电环17、刷架18和碳刷14。一方面，在原发电机运行时，磨损掉的电刷块变成碳粉，随冷却空气被带到电机各处，造成电机内部污染和绕组绝缘性能下降。另一方面，固定刷块的刷架需要定期清理，保证刷块在刷盒内活动顺畅；由于刷块属于消耗件，还需要定期的更换；正负极滑环表面也需要定期检修和保养，保证其表面的圆度和光洁度。