[发明专利]一种蒸发冷却定子两端独立密封冷却结构

说明书

本发明涉及牵引电机冷却结构领域，具体是一种蒸发冷却定子两端独立密封冷却结构。电机的定子两端面分别与机座以及相对的内端盖之间具有独立的密封空腔，两端密封空腔内注入蒸发冷却工质，定子轴向具有至少一个供蒸发冷却工质流通于两端密封空腔的冷却通道，通过外部蒸发冷却循环系统实现电机定子部分的循环冷却。本发明采用定子两端独立密封结构，气隙中没有密封圆筒，解决现有技术方案气隙尺寸大问题，气隙中密封圆筒工艺性差、刚度不足易变形可能引起的扫膛问题，冲击振动情况下的可靠性问题。本发明在定子轭部设置轴向冷却通道，冷却通道内设置铜管，解决冷却介质沿着铁心冲片间隙泄漏问题。

技术领域

本发明涉及牵引电机冷却结构领域，具体是一种蒸发冷却定子两端独立密封冷却结构。

背景技术

近年来，随着轨道交通在国内外的快速发展，该领域的新技术也随之呈现较快的发展趋势。牵引电机是轨道交通车辆核心部件之一，用来牵引车辆运行和制动，随着技术发展进步，对轨道交通牵引电机以下方面要求越来越高：

（1）外形紧凑：由于牵引电机安装在转向架下侧，受转向架下侧空间布局和车辆限界要求，牵引电机外形尺寸越来越小，小型化为发展趋势。

（2）重量轻：牵引电机重量轻不仅可提高车辆运行稳定性，而且由于整车重量降低提高了系统节能性。

（3）功率高转矩大：轨道车辆运行速度和运载量的提高，要求牵引电机功率和转矩提升。

为了满足以上要求，牵引电机需要采用较高的电磁负荷，这样对电机冷却设计带来挑战。轨道交通领域现有的强迫风冷和水冷方式难以满足牵引电机散热需求，更为高效的冷却方式成为行业发展的需求。蒸发冷却技术为目前较先进的冷却方式之一，利用液体介质气化（相变）吸热的原理来冷却电机，冷却效果大幅提升，能够满足牵引电机散热需求。

现有蒸发冷却技术电机定子冷却结构（如图1所示），包括环向固定于机座1内壁两端的内端盖6，套置于转子和定子3之间且两端分别与前、后的内端盖6密封配合的密封圆筒一4，密封圆筒一4的两端通过支撑件5、密封圈一7与前、后的内端盖6之间形成密闭的定子空腔，将整个定子3密封在定子空腔内，定子空腔内注入蒸发冷却介质，定子空腔内充满蒸发冷却介质。

这种电机定子冷却结构的密封圆筒设置在电机气隙中，增大了电机气隙尺寸，功率因数和效率降低。密封圆筒需要承受定子内部冷却介质的压力，由于轴向尺寸较大，刚度可能不足，存在扫膛风险；冲击振动情况下，可靠性不足。

发明内容

本发明为了解决现有蒸发冷却技术电机定子冷却结构存在的诸多问题，提供了一种蒸发冷却定子两端独立密封冷却结构。

本发明是通过以下技术方案实现的：一种蒸发冷却定子两端独立密封冷却方式，电机的定子两端面分别与机座以及相对的内端盖之间具有独立的密封空腔，两端密封空腔内注入蒸发冷却工质，定子轴向具有至少一个供蒸发冷却工质流通于两端密封空腔的冷却通道，通过外部蒸发冷却循环系统实现电机定子部分的循环冷却。

作为本发明冷却方式技术方案的进一步改进，所述蒸发冷却工质不与电机的定子直接接触。

作为本发明冷却方式技术方案的进一步改进，每个密封空腔能够包覆定子对应端面的80%以上区域。

本发明进一步提供了一种蒸发冷却定子两端独立密封冷却结构，包括环向固定于电机的机座内壁两端的内端盖，分别开设于位于定子两端外侧的机座上的出气口和回液口，还包括分别环向设于定子齿压板内缘与相对应内端盖内缘之间的密封圆筒二，至少一个轴向贯穿定子的管部，所述电机的机座、两端的内端盖以及密封圆筒二围设形成定子两端的独立的密封空腔，每个管部均能够连通两端密封空腔。

作为本发明冷却结构技术方案的进一步改进， 所述机座为全叠片焊接机座结构。

作为本发明冷却结构技术方案的进一步改进，所述定子齿压板外端面灌封设置有密封胶层。