CN117543880A - 一种牵引电机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种牵引电机，包括定子3、转子4、传端端盖5、传端轴承单元6、非端端盖7、非端轴承单元8；所述转子4包括转轴2，所述转轴2分别通过传端轴承单元6和非端轴承单元8支撑于传端端盖5和非端端盖7；所述传端端盖5上设有传端盖通风口9；所述定子3包括机座1，所述机座1顶部设有机座通风口10；所述转轴2传端上预留有装配主风扇14的主风扇安装位；所述转轴2非端上预留有装配辅助风扇15的辅助风扇安装位；所述非端端盖7上开设有辅助进风孔34和辅助出风口35；所述非端端盖7上预留有装配防护环16的装配位。本发明设计合理，具有很好的实际应用价值。

Description

一种牵引电机

技术领域

本发明涉及电机技术领域，具体为一种新型的牵引电机，实现强迫风冷结构和自通风冷却结构的互通。

背景技术

随着我国新型城镇化建设，特别是大都市和组团城市的兴起，市域铁路呈现快速发展的势头，目前国内很多城市都在规划市域铁路。市域列车技术是基于高速动车组技术和A型车地铁车辆及技术。当前市域列车设计速度主要为160km/h和200km/h，160km/h的车辆采用自通风冷却方式的牵引电机，200km/h的车辆采用强迫通风冷却方式牵引电机。

牵引电机的通风结构是保证牵引电机正常运行的一项重要技术指标，目前轨道交通行业存在量较大的牵引电机主要有两种通风散热结构：高速动车组牵引电机的强迫风冷结构和地铁车辆牵引电机的自通风冷却结构。该两种通风冷却结构技术均已比较成熟，但是该两种结构电机各自为阵，在结构上不能有效的互通互用。两种速度等级的市域列车采用两种通风冷却形式的牵引电机，按目前市场上的牵引电机技术方案，自通风结构电机和强迫通风结构电机单独设计，导致设计成本高、市场周期长，不符合国家节能减排和降本增效要求，不能满足短平快的市场订单需求。

现有技术的技术方案：目前轨道交通市场上的主流牵引电机是动车组车辆用的强迫风冷牵引电机和地铁车辆用的自通风牵引电机。强迫风冷牵引电机的冷却风来自于车辆的冷却风机，电机内部无冷却风扇；自通风牵引电机的冷却风来自于电机内部的冷却风扇。

现有技术方案的缺点：1）强迫风冷结构的牵引电机不能通过加装风扇改制成自通风牵引电机。2）自通风冷却结构的牵引电机不能通过取消风扇改制成强迫风冷电机。3）自通风冷却结构电机无通大气压回路。4）两种通风结构牵引电机结构独立，不能互通互用。

发明内容

本发明为解决市域动车组牵引电机两种冷却结构电机的快速互通互换，设计出一种牵引电机，通过增减风扇等配件即可实现强迫通风结构和自通风结构的快速改制。

本发明是采用如下技术方案实现的：

一种牵引电机，包括定子、转子、传端端盖、传端轴承单元、非端端盖、非端轴承单元；所述转子包括转轴，所述转轴分别通过传端轴承单元和非端轴承单元支撑于传端端盖和非端端盖；所述传端端盖上设有传端盖通风口；所述定子包括机座，所述机座顶部设有机座通风口。所述转轴传端上预留有装配主风扇的主风扇安装位；所述转轴非端上预留有装配辅助风扇的辅助风扇安装位；所述非端端盖上开设有辅助进风孔和辅助出风口；所述非端端盖上预留有装配防护环的装配位。

当作为强迫通风风冷结构时，主风扇安装位不安装主风扇，辅助风扇安装位不安装辅助风扇，非端端盖不安装防护环。强迫风冷电机冷却风路为：轨道车辆冷却风机产生的干净冷却风从机座通风口进入电机，通过定子通风道、气隙、转子通风道，从传端端盖通风口吹出。

作为自通风结构时，所述转轴传端装配主风扇；所述转轴非端上装配辅助风扇；所述非端端盖上装配防护环，所述防护环与辅助风扇配合构成局部冷却区域。所述传端端盖内周缘形成有与主风扇上扇叶风道对应的增强风压回旋区。

自通风电机主冷却风路为：冷却空气在主风扇作用下从传端端盖通风口进入，在传端端盖的回旋区进行重力除尘，净化后的冷却空气在主风扇产生的风压作用下进入电机内部，通过定子通风孔、气隙、转子通风孔，从机座通风口流出。

自通风电机局部冷却风路：局部冷却风路主要由辅助风扇、防护环、非端端盖（机座）组成。在非端端盖（机座）上设有非对称布置的辅助进风口和辅助出风口。在辅助风扇作用下，冷却风从辅助进风口进入，从辅助出风口吹出。

本发明所述的牵引电机主要由轴承单元、主风扇、机座、防护环、辅助风扇、非端轴承单元组成。传动端端盖上设有通风孔；传端端盖与轴承单元设有通大气孔；机座设有通风孔；辅助风扇与防护环及机座配合，形成局部冷却回路，对非端轴承单元进行通风冷却。

进一步优选的，所述传端轴承单元包括传端轴承，所述传端轴承安装于传端端盖的传端轴承室内，所述传端轴承装配于转轴上，所述转轴上位于传端轴承两侧装配有传端外封环和传端内封环，所述传端内封环与传端轴承室内侧之间通过迷宫槽密封，所述传端轴承室外侧装配传端外轴承盖，所述传端外轴承盖与传端外封环之间通过迷宫槽密封。所述传端端盖上设有连通传端轴承室两侧的贯穿通道Ⅰ；贯穿通道Ⅰ通过传端外轴承盖和传端外封环组成的迷宫及传端轴承室和传端内封环组成的迷宫形成通大气通道，均衡轴承室内部气压，设置在轴承室上方位置。所述传端端盖上位于传端轴承室外周开设有连通电机内外的贯穿通道Ⅱ；贯穿通道Ⅱ为曲折通道，不通过轴承室内部，直接连接端盖外部和内部负压区。

本发明提供的技术方案与现有技术相比具有如下优点：

第一，可以快速改变通风方式的牵引电机结构。强迫风冷电机预留主风扇、防护环、辅助风扇安装接口，通过安装主风扇、防护环、辅助风扇等部件变换成自通风结构电机。自通风结构电机变换为强迫风冷结构电机，则是取消主风扇、防护环、辅助风扇等部件。

第二，通风方向可自由变化的冷却风路结构。冷却通风结构中传端端盖通风口和机座通风口属于双向通道。自通风结构时传端端盖通风口为进风口，机座通风口为出风口；强迫风冷时机座通风口为进风口，传端端盖通风口为出风口。

第三，能同时满足自通风和强迫通风电机的轴承单元结构。在传端端盖上集成轴承室、迷宫、通气通道等功能。贯穿通道Ⅰ通过传端外封环、传端外轴承盖组成的迷宫及传端轴承室与传端内封环形成通大气通道，均衡轴承室内部气压，设置在轴承室上方位置；贯穿通道Ⅱ为曲折通道，不通过轴承室内部，直接连接端盖外部和内部负压区。

本发明设计合理，具有很好的实际应用价值。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本发明的实施例，并与说明书一起用于解释本发明的原理。

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，对于本领域普通技术人员而言，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表示本发明所述的自通风结构电机主要部件示意图。

图2表示本发明所述的强迫风冷结构电机主要部件示意图。

图3表示本发明所述的自通风结构电机冷却风路示意图。

图4表示本发明所述的强迫风冷结构电机冷却风路示意图。

图5表示传端轴承单元示意图。

图6表示传端轴承单元结构功能示意图。

图7表示本发明所述的传端端盖轴承室结构示意图。

图中：1-机座，2-转轴，3-定子，4-转子，5-传端端盖，6-传端轴承单元，7-非端端盖，8-非端轴承单元，9-传端盖通风口，10-机座通风口，11-定子通风道，12-转子通风道，13-气隙，14-主风扇，15-辅助风扇，16-防护环，17-增强气压回旋区，18-传端轴承，19-传端轴承室（传端轴承安装部），20-传端外封环，21-传端内封环，22-传端外轴承盖，23-贯穿通道Ⅱ，24-贯穿通道Ⅰ，25-开槽，26-盖板Ⅰ，27-盖板Ⅱ,28-扇叶风道，29-非端轴承，30-非端轴承安装部，31-测速齿盘，32-非端内封环，33-非端外轴承盖，34-辅助进风口，35-辅助出风口，36-开口；A-主风扇安装位，B-辅助风扇安装位，C-负压区。

具体实施方式

为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面将对本发明的方案进行进一步描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在描述中，需要说明的是，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。需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但本发明还可以采用其他不同于在此描述的方式来实施；显然，说明书中的实施例只是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。

下面结合附图对本发明的具体实施例进行详细说明。

一种牵引电机，包括定子3、转子4、传端端盖5、传端轴承单元6、非端端盖7、非端轴承单元8；当然非端端盖7可以与机座1一体构成。转子4包括转轴2，转轴2分别通过传端轴承单元6和非端轴承单元8支撑于传端端盖5和非端端盖7；传端端盖5上设有传端盖通风口9；定子3包括机座1，机座1顶部设有机座通风口10；转轴2传端上预留有装配主风扇14的主风扇安装位A；转轴2非端上预留有装配辅助风扇15的辅助风扇安装位B；非端端盖7上开设有辅助进风孔34和辅助出风口35；非端端盖7上预留有装配防护环16的装配位。

本发明所述的牵引电机要实现自通风和强迫通风结构变换，主要在于部件主风扇14、防护环16、辅助风扇15的使用。通过优化整体结构布局，强迫风冷电机预留主风扇14、防护环16、辅助风扇15安装位，通过安装主风扇14、防护环16、辅助风扇15等部件变换成自通风结构电机。自通风结构电机变换为强迫风冷结构电机，则是取消主风扇14、防护环16、辅助风扇15等部件。

当作为强迫通风风冷结构时，如图2所示，主风扇安装位A不安装主风扇14，辅助风扇安装位B不安装辅助风扇15，非端端盖7不安装防护环16。

如图4所示，强迫风冷电机冷却风路为：轨道车辆冷却风机产生的干净冷却风从机座通风口10进入电机，通过定子通风道11、气隙13、转子通风道12，从传端端盖通风口9吹出。

当作为自通风风冷结构时，如图1所示，转轴2传端的主风扇安装位A装配主风扇14；传端端盖5内周缘形成有与主风扇14上扇叶风道28对应的增强风压回旋区17。转轴2非端上辅助风扇安装位B装配辅助风扇15；非端端盖7上装配防护环16，防护环16与辅助风扇15配合构成局部冷却区域（回路），对非端轴承单元进行通风冷却。

如图3所示，自通风电机主冷却风路为：冷却空气在主风扇14作用下从传端端盖通风口9进入，在传端端盖5的回旋区17进行重力除尘，净化后的冷却空气在主风扇14产生的风压作用下进入电机内部，通过定子通风孔11、气隙13、转子通风孔12，从机座通风口10流出。

如图3所示，自通风电机局部冷却风路：局部冷却风路主要由辅助风扇15、防护环16、非端端盖7（机座）组成。在非端端盖7（机座）上设有非对称布置的辅助进风口34和辅助出风口35。在辅助风扇15作用下，冷却风从辅助进风口34进入，从辅助出风口35吹出。

本发明所述的冷却通风结构中传端端盖通风口9和机座通风口10属于双向通道。自通风结构时传端端盖通风口9为进风口，机座通风口10为出风口；强迫风冷时机座通风口10为进风口，传端端盖通风口9为出风口。

传端轴承单元6包括传端轴承18、传端外封环20、传端内封环21、传端外轴承盖22。在传端端盖5上集成轴承室、迷宫、通气通道等功能。

如图5所示，传端轴承18安装于传端端盖5的传端轴承室19内，传端轴承18装配于转轴2上，转轴2上位于传端轴承18两侧装配有传端外封环20和传端内封环21，传端内封环21与传端轴承室19内侧之间通过迷宫槽密封，传端轴承室19外侧装配传端外轴承盖22，传端外轴承盖22与传端外封环20之间通过迷宫槽密封。

如图5、6、7所示，传端端盖5上位于传端轴承室19外周开设有连通电机内外的贯穿通道Ⅱ23。贯穿通道Ⅱ23为曲折通道，不通过轴承室内部，直接连接端盖外部和内部负压区C。

如图5、6、7所示，传端端盖5上设有连通传端轴承室19两侧的贯穿通道Ⅰ24。即贯穿通道Ⅰ24内侧与传端轴承室19和传端内封环21组成的迷宫槽相通，贯穿通道Ⅰ24外侧与传端外轴承盖22和传端外封环20组成的迷宫槽相通。传端外轴承盖22上设有与贯穿通道Ⅰ24外侧衔接贯通的开槽25，作为贯穿通道Ⅰ24的一部分。贯穿通道Ⅰ24通过传端外轴承盖22和传端外封环20组成的迷宫及传端轴承室19和传端内封环21组成的迷宫形成通大气通道，均衡轴承室内部气压，设置在轴承室上方位置。

如图7所示，为了顺利加工贯穿通道Ⅰ和贯穿通道Ⅱ，传端轴承室19上设有盖板Ⅰ26，作为贯穿通道Ⅰ24的一部分。传端轴承室19上设有盖板Ⅱ27，作为贯穿通道Ⅱ23的一部分，并留有开口36（作为通道口）。通道形状不限，可以为圆形、矩形或其他不规则形状；迷宫的配合形式不限，可以是阶梯式、环形或其他组合形式。

如图1、2所示，非端轴承单元8包括非端轴承29，非端轴承29安装于非端端盖7（机座）的非端轴承安装部30上，非端轴承29装配于转轴2上，转轴2上位于非端轴承29两侧装配有测速齿盘31和非端内封环32，非端内封环32与非端轴承安装部30内侧之间通过迷宫槽密封，非端轴承安装部30外侧装配非端外轴承盖33，非端外轴承盖33与测速齿盘31之间通过迷宫槽密封。

本发明具有如下特点：

（1）设计通过增减风扇等配件即可实现强迫风冷或自通风冷却结构的牵引电机，实现两种冷却结构电机快速改制互换。

（2）设计冷却风路结构，实现自通风和强迫风冷却风路共用，满足动车组车辆通风冷却需求。

（3）设计轴承单元结构，解决自通风电机轴承室在强迫风冷造成的负压下漏油问题，保证自通风电机和强迫通风电机的轴承可靠运行。

以上所述仅是本发明的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本发明。尽管参照前述各实施例进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离各实施例技术方案的范围，其均应涵盖权利要求书的保护范围中。

Claims (10)

1.一种牵引电机，包括定子（3）、转子（4）、传端端盖（5）、传端轴承单元（6）、非端端盖（7）、非端轴承单元（8）；所述转子（4）包括转轴（2），所述转轴（2）分别通过传端轴承单元（6）和非端轴承单元（8）支撑于传端端盖（5）和非端端盖（7）；所述传端端盖（5）上设有传端盖通风口（9）；所述定子（3）包括机座（1），所述机座（1）顶部设有机座通风口（10）；

其特征在于：所述转轴（2）传端上预留有装配主风扇（14）的主风扇安装位；所述转轴（2）非端上预留有装配辅助风扇（15）的辅助风扇安装位；所述非端端盖（7）上开设有辅助进风孔（34）和辅助出风口（35）；所述非端端盖（7）上预留有装配防护环（16）的装配位。

2.根据权利要求1所述的一种牵引电机，其特征在于：所述转轴（2）传端装配主风扇（14）；所述转轴（2）非端上装配辅助风扇（15）；所述非端端盖（7）上装配防护环（16），所述防护环（16）与辅助风扇（15）配合构成局部冷却区域。

3.根据权利要求2所述的一种牵引电机，其特征在于：所述传端端盖（5）内周缘形成有与主风扇（14）上扇叶风道（28）对应的增强风压回旋区（17）。

4.根据权利要求1或2所述的一种牵引电机，其特征在于：所述传端轴承单元（6）包括传端轴承（18），所述传端轴承（18）安装于传端端盖（5）的传端轴承室（19）内，所述传端轴承（18）装配于转轴（2）上，所述转轴（2）上位于传端轴承（18）两侧装配有传端外封环（20）和传端内封环（21），所述传端内封环（21）与传端轴承室（19）内侧之间通过迷宫槽密封，所述传端轴承室（19）外侧装配传端外轴承盖（22），所述传端外轴承盖（22）与传端外封环（20）之间通过迷宫槽密封。

5.根据权利要求4所述的一种牵引电机，其特征在于：所述非端轴承单元（8）包括非端轴承（29），所述非端轴承（29）安装于非端端盖（7）的非端轴承安装部（30）上，所述非端轴承（29）装配于转轴（2）上，所述转轴（2）上位于非端轴承（29）两侧装配有测速齿盘（31）和非端内封环（32），所述非端内封环（32）与非端轴承安装部（30）内侧之间通过迷宫槽密封，所述非端轴承安装部（30）外侧装配非端外轴承盖（33），所述非端外轴承盖（33）与测速齿盘（31）之间通过迷宫槽密封。

6.根据权利要求4所述的一种牵引电机，其特征在于：所述传端端盖（5）上位于传端轴承室（19）外周开设有连通电机内外的贯穿通道Ⅱ（23）。

7.根据权利要求6所述的一种牵引电机，其特征在于：所述传端端盖（5）上设有连通传端轴承室（19）两侧的贯穿通道Ⅰ（24）。

8.根据权利要求7所述的一种牵引电机，其特征在于：所述传端外轴承盖（22）上设有与贯穿通道Ⅰ（24）外侧衔接贯通的开槽（25）。

9.根据权利要求8所述的一种牵引电机，其特征在于：所述传端轴承室（19）上设有盖板Ⅰ（26），作为贯穿通道Ⅰ（24）的一部分。

10.根据权利要求9所述的一种牵引电机，其特征在于：所述传端轴承室（19）上设有盖板Ⅱ（27），作为贯穿通道Ⅱ（23）的一部分。