[发明专利]动车永磁同步牵引电动机

说明书

技术领域

本发明涉及电动机，具体为动车永磁同步牵引电动机。

背景技术

随着铁路机车牵引技术由直流传动向交流传动的转变，对系统小型化、轻量化的要求将告一段落，今后在加深小型轻量化技术的基础上，必将朝高效率化、低噪音化、低运营成本化发展。永磁电机传动系统以高效节能、低噪音、低维护越来越受到用户的青睐，开发适合的永磁传动系统成为今后铁路牵引技术发展方向。

动车牵引电机的负载是一个较宽的可变负载，在这种可变负载场合下，要求在满负载及轻负载的各种工况下都能输出高效率和高功率因数。而永磁同步电动机在从20%～120%额定负载范围内均具有较高效率和功率因数，使轻载运行时具有显著的节能效果。因此永磁传动系统特别适合动车驱动电机的使用要求。但现有永磁同步电动机由于结构原因，并不适合直接作为动车永磁同步牵引电动机。

附图1－4为现有永磁同步电动机的结构示意图；其中，图1为整体结构示意图，图2为转子冲片结构示意图，图3为接线盒结构示意图，图4为转子结构示意图。其结构特点如下：

a）现有永磁同步电动机的转子冲片磁路结构一般采用V型磁路（呈V型分布的两个磁钢槽构成一个磁极）、磁钢槽两端基本平滑过渡，无明显圆角设计、每极磁钢槽下未设计隔磁桥孔。

b）现有接线盒一般采用与机座整体铸造或焊接，成为一整体；三相线分别进入接线盒，用橡胶套与机座壁绝缘。再分别从接线盒引出，用电缆接头固定密封。

c）现有永磁电机的转子结构两端由圆形压圈8压紧转子铁心，永磁体装配后需在两侧依次安装永磁体挡板10、永磁体挡板压圈9、平衡盘及内封环7，最后形成转子。

现有永磁同步电动机存在如下缺点：

a.其转子磁路结构造成电机的启动及调速性能差，每极下提供的磁通有限，导致电机功率密度小，恒功范围窄；转子磁钢槽周边应力集中，易造成冲片强度局部较差，冲片损伤；同时转子漏磁系数大，气隙中谐波含量高，磁钢利用率低，导致电机容量小。

b.其接线盒与机座一体，占用空间大，在有限空间内不能更好的增加引线头电气间隙；同时接线盒无法拆卸，电机在机车上安装时易磕碰，使安装难度增大。

c.其转子压圈与铁心接触面积小，易造成齿涨；轴向安装部件较多造成轴向占用空间大，制造成本高。

发明内容

本发明解决现有永磁同步电动机由于结构缺陷不适合直接作为动车永磁同步牵引电动机的问题，提供一种动车永磁同步牵引电动机。

本发明是采用如下技术方案实现的：动车永磁同步牵引电动机，包括顶部开有进风口的机座、定子铁心及定子线圈、转子装配、接线盒；转子装配包括转轴、由转子冲片叠压而成的转子铁心、转子压圈、永磁体挡板，转子冲片上开有磁钢槽、通风孔，磁钢槽内插有磁钢；转子装配传动端的转子压圈上开有环状的转子动平衡槽且设有内封环迷宫密封结构，转子装配传动端的永磁体挡板套于转轴上并由转子压圈压紧。转子装配传动端采用高度集成了转子铁心压紧、永磁体挡板压紧、转子动平衡槽、内封环迷宫密封结构于一体的转子压圈，此结构具有集成度高、结构紧凑、轴向占用空间小、安装方便等优点，特别适合于对体积重量要求特别高的动车组电机。

进一步地，转子冲片为U型磁路结构，即呈U形分布的三个磁钢槽构成一个磁极；每个磁极下即三个呈U形分布的磁钢槽所围的范围内，开有两个隔磁桥孔，两个隔磁桥孔分别位于每个磁极的两侧磁钢槽（构成每个磁极的三个磁钢槽分成两侧的和中间的）的内侧及转子冲片外缘；转子冲片与转轴采用过盈配合；磁钢与转子冲片间隙配合，每段磁钢两端缝隙采用硅橡胶灌封。采用U型磁路永磁结构，优化了磁路，提高了电机的启动和过载能力，有效减小了转子重量，增加了电机效率和容量。每个磁极下增加隔磁桥孔，在不影响冲片强度情况下，可减小漏磁，增大磁钢利用率，提高电机容量。冲片与转轴采用过盈配合，在保证了电机可靠性的同时，简化了转子叠压工艺，降低了成本及制造周期。每段磁钢两端缝隙采用硅橡胶灌封，不仅起到完全固定永磁体的作用，而且固化后的弹性体能够减小电机运行时磁钢承受冲击振动，保证长期可靠的有效密封，同时起到了很好的导热作用。