[发明专利]具有热管冷却器的永磁同步牵引电动机

说明书

本发明涉及牵引电动机，具体为具有热管冷却器的永磁同步牵引电动机。解决永磁牵引电机在长时运行过程中由于散热效率低造成的温升高的问题。该永磁同步牵引电动机包括机座、定子铁心、定子线圈、转子、传动端端盖、非传动端端盖，定子铁心由定子冲片叠压而成，定子冲片的圆周方向均布有圆孔，圆孔内嵌放有热管冷却器，机座顶部开有与热管冷却器的冷却段位置对应的进风口，传动端端盖或非传动端端盖上开有多个圆周分布的出风孔。本发明利用热管的传热快、传热量大的特点，将牵引电机与热管冷却器进行组合，给出了一种适用于永磁牵引电机的新型散热结构。

技术领域

本发明涉及牵引电动机，具体为具有热管冷却器的永磁同步牵引电动机。

背景技术

高速永磁同步牵引电机具有功率密度大、效率高等优点，但由于其功率密度高，单位体积损耗大，发热量也会同时增加。

永磁同步电动机的损耗主要有：定子铜耗、定子和转子铁心损耗、杂散损耗、风摩损耗和机械摩擦损耗。如表1所示为某型永磁同步牵引电动机在额定工况下的损耗分布，其中，定子铜耗为定子绕组电阻产生的损耗；电机的铁耗主要集中在定子侧，定子侧铁耗约占总铁耗的95%以上；风摩损耗和机械损耗是指电机在旋转过程中的风阻损耗和机械摩擦阻力损耗；杂散损耗是指除以上三种损耗外，漏磁场及谐波磁场在定子绕组、铁心及结构件里引起的各种损耗。对于永磁同步电动机而言，气隙磁场与转子同步旋转，转子部分产生的损耗较小，大量的损耗存在于定子部分。因此，永磁同步电机的定子部分是电机发热最严重的区域。

表1 某型永磁同步牵引电动机损耗分布

损耗类型	定子铜耗	铁耗	杂散损耗	风摩耗和机械摩擦损耗
损耗占比	23%	30%	42%	5%

严重的发热会带来一些负面影响，如降低绝缘结构的寿命、电机内部各部分由于膨胀系数不同导致结构应力的变化、内部气隙的微小变化影响电机的动态响应。

要保证电机可靠工作，延长工作寿命，提高永磁电机定子部分的散热冷却能力是电机发展过程中所要解决的重要问题之一。

电机的冷却方式按冷却介质的不同通常可分为3类：气体冷却、液体冷却及通过导热材料进行散热。