專利名稱：一種全封閉不等氣隙斜極靴切向磁路永磁同步牽引電機的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種永磁同步牽引電機，具體涉及一種全封閉不等氣隙斜極靴切向磁路永磁同步牽引電機。
背景技術(shù)：
高速列車發(fā)展迅速,應(yīng)用范圍越來越廣。目前在運營的高速列車采用異步牽引電機驅(qū)動，每節(jié)動車上有4臺異步牽引電機，并聯(lián)后由一臺變流器驅(qū)動。目前異步牽引電機的功率密度、效率與功率因數(shù)已經(jīng)充分優(yōu)化，而采用永磁同步牽引電機則可以進一步提高功率密度與效率，是目前高速鐵路牽引電機方面的研究熱點。永磁同步電機結(jié)構(gòu)多種多樣，適用于不同的應(yīng)用場合。與普通永磁同步電機相比，牽引電機具有高轉(zhuǎn)速、大容量、高功率密度、高可靠性的特點，要求結(jié)構(gòu)簡單、結(jié)實可靠、運行平穩(wěn)，因此研發(fā)出實用的電機結(jié)構(gòu)非常重要。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型的目的是要提供一種全封閉不等氣隙斜極靴切向磁路永磁同步牽引電機。本實用新型采用的技術(shù)方案是本實用新型包括定子和轉(zhuǎn)子兩部分，定子結(jié)構(gòu)包括定子鐵芯和定子繞組，定子鐵芯采用開口直槽結(jié)構(gòu)，定子繞組為分布短距式。轉(zhuǎn)子包括轉(zhuǎn)軸，與轉(zhuǎn)軸固定連接的不導(dǎo)磁套筒，與不導(dǎo)磁套筒進行榫連接的轉(zhuǎn)子鐵芯，轉(zhuǎn)子鐵芯徑向從內(nèi)圓至距離外圓3 7毫米處開有四條軸向等距分布直槽，形成四個極靴，以每條直槽右邊為基準(zhǔn)，繞逆時針左移15 17毫米極靴外圓處，開有寬26 28毫米、厚度與等距分布直槽距離極靴外圓厚度相同、且傾斜一個定子齒距的斜槽，四條軸向直槽內(nèi)分別嵌有切向充磁的永磁體，轉(zhuǎn)子磁路為切向磁路結(jié)構(gòu)，阻尼導(dǎo)條安裝在極靴內(nèi)部，阻尼導(dǎo)條與轉(zhuǎn)子軸線平行，轉(zhuǎn)子與定子配合后，以永磁徑向中心線為起點，氣隙從0° 45°由大變小，45° 90°氣隙由小變大，依次構(gòu)成周期性變化的氣隙。本實用新型具有的有益效果是本實用新型由于采用永磁體勵磁及全封閉自冷卻結(jié)構(gòu)，不存在外部污染，功率密度高、結(jié)構(gòu)簡單、效率高、免維護、可靠性高、機械強度高，其高效性能符合高速列車運行的要求，也適用于其它高速運行的工業(yè)設(shè)備，尤其是要求體積小、重量輕的場合。

圖I是本實用新型的結(jié)構(gòu)原理示意圖。圖2是轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)示意圖。圖3是極靴外徑未經(jīng)偏心加工前的形狀。圖4是極靴外徑經(jīng)偏心加工后的形狀。[0013]圖中1、定子；2、轉(zhuǎn)子；3、軸；4、不導(dǎo)磁套筒；5、永磁體；6、阻尼導(dǎo)條；7、極靴；8、
定子繞組；9、氣隙。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖與實施例對本實用新型的技術(shù)方案作進一步的說明。本實用新型的結(jié)構(gòu)原理本永磁同步牽引電機轉(zhuǎn)子采用斜極靴切向磁路結(jié)構(gòu)，轉(zhuǎn)子上永磁體軸向插入鐵芯，轉(zhuǎn)軸上采用過盈配合安裝高強度不導(dǎo)磁套環(huán)，不導(dǎo)磁套環(huán)和鐵芯進行榫連接，永磁體內(nèi)嵌于極靴之間的直槽內(nèi)，極靴斜過定子一個齒槽，極靴內(nèi)設(shè)有導(dǎo)條。定子采用開口槽，繞組為分布短距繞組。如圖I、圖2所示，本實用新型包括定子和轉(zhuǎn)子兩部分，定子結(jié)構(gòu)包括定子鐵芯和定子繞組，定子鐵芯采用開口直槽結(jié)構(gòu)，定子繞組為分布短距式；其特征在于轉(zhuǎn)子2包括轉(zhuǎn)軸3，與轉(zhuǎn)軸固定連接的不導(dǎo)磁套筒4，與不導(dǎo)磁套筒4進行榫連接的轉(zhuǎn)子鐵芯，轉(zhuǎn)子鐵芯·徑向從內(nèi)圓至距離外圓3 7毫米處開有四條軸向等距分布直槽，形成四個極靴7，以每條直槽右邊為基準(zhǔn)，繞逆時針左移15 17毫米極靴外圓處，開有寬26 28毫米、厚度與等距分布直槽距離極靴7外圓厚度相同、且傾斜一個定子齒距的斜槽，四條軸向直槽內(nèi)分別嵌有切向充磁的永磁體5，轉(zhuǎn)子磁路為切向磁路結(jié)構(gòu)，阻尼導(dǎo)條6安裝在極靴7內(nèi)部，阻尼導(dǎo)條6與轉(zhuǎn)子軸線平行，轉(zhuǎn)子2與定子配合后，以永磁徑向中心線為起點，氣隙從0° 45°由大變小，45° 90°氣隙由小變大，依次構(gòu)成周期性變化的氣隙。轉(zhuǎn)子上永磁體可由槽口鐵芯來固定，或由槽楔來固定，或由外設(shè)專用套環(huán)來固定。阻尼導(dǎo)條可作為轉(zhuǎn)子鐵心的軸向固定裝置。轉(zhuǎn)子極靴外圓經(jīng)過偏心加工的方法如下圖3為未經(jīng)偏心加工過的圓形極靴的，圖4中00’’為該極靴的外徑，00’為極靴對稱軸上的偏心距離，以O(shè)’為圓心00’’為圓心做圓，陰影部分為極靴切除部分，余下部分為經(jīng)偏心加工后的轉(zhuǎn)子極靴。偏心距離取為O I. 5厘米之間的值，具體取值經(jīng)有限元方法優(yōu)化計算得到。工程應(yīng)用中，結(jié)構(gòu)的具體數(shù)據(jù)參數(shù)需要經(jīng)過有限元方法計算得到。例如一個本實用新型結(jié)構(gòu)的四極永磁同步牽引電機，額定功率為365kW，額定電壓為2000V，額定效率為96. 96%，定、轉(zhuǎn)子采用DW465_50型號硅鋼片，永磁體采用NdFe38SH型號。經(jīng)過有限元方法計算優(yōu)化，得到如下結(jié)構(gòu)參數(shù)，轉(zhuǎn)子鐵心徑向從內(nèi)圓至距離外圓5毫米處開有四條軸向等距分布直槽，并形成四個極靴，以每條直槽右邊為基準(zhǔn)，繞逆時針左移16毫米極靴外圓處，開有寬27毫米、厚度為5毫米且斜過一個定子齒距的斜槽。本實用新型的工作原理如下本實用新型全封閉不等氣隙斜極靴切向磁路永磁同步牽引電機應(yīng)用于高速列車。I)每4臺電機安裝在一節(jié)動車上，每臺電機配置有相應(yīng)的變流器；2) 4臺該結(jié)構(gòu)永磁同步電機牽引電機的驅(qū)動器接收到運行信號后，檢測相應(yīng)的轉(zhuǎn)子磁極位置，輸出符合運行要求的變頻變壓的三相對稱交流電壓，輸入到永磁同步牽引電機中，轉(zhuǎn)子以同步速運行，輸出轉(zhuǎn)矩，通過轉(zhuǎn)向架上的變速齒輪，驅(qū)動車輪。
權(quán)利要求1. 一種全封閉不等氣隙斜極靴切向磁路永磁同步牽引電機，包括定子和轉(zhuǎn)子兩部分，定子結(jié)構(gòu)包括定子鐵芯和定子繞組，定子鐵芯采用開口直槽結(jié)構(gòu)，定子繞組為分布短距式；其特征在于轉(zhuǎn)子(2)包括轉(zhuǎn)軸(3)，與轉(zhuǎn)軸固定連接的不導(dǎo)磁套筒(4)，與不導(dǎo)磁套筒(4)進行榫連接的轉(zhuǎn)子鐵芯，轉(zhuǎn)子鐵芯徑向從內(nèi)圓至距離外圓3 7毫米處開有四條軸向等距分布直槽，形成四個極靴(7)，以每條直槽右邊為基準(zhǔn)，繞逆時針左移15 17毫米極靴外圓處，開有寬26 28毫米、厚度與等距分布直槽距離極靴(7 )外圓厚度相同、且傾斜一個定子齒距的斜槽，四條軸向直槽內(nèi)分別嵌有切向充磁的永磁體(5)，轉(zhuǎn)子磁路為切向磁路結(jié)構(gòu)，阻尼導(dǎo)條(6)安裝在極靴(7)內(nèi)部，阻尼導(dǎo)條(6)與轉(zhuǎn)子軸線平行，轉(zhuǎn)子(2)與定子配合后，以永磁徑向中心線為起點，氣隙從0° 45°由大變小，45° 90°氣隙由小變大，依次構(gòu)成周期性變化的氣隙。
專利摘要本實用新型公開了一種全封閉不等氣隙斜極靴切向磁路永磁同步牽引電機。包括定子和轉(zhuǎn)子兩部分；轉(zhuǎn)子是與不導(dǎo)磁套筒進行連接的轉(zhuǎn)子鐵芯，轉(zhuǎn)子鐵芯徑向從內(nèi)圓至距離外圓3～7毫米處開有四條軸向等距分布直槽，形成四個極靴，以每條直槽右邊為基準(zhǔn)，繞逆時針左移15～17毫米極靴外圓處，開有寬26～28毫米、厚度與等距分布直槽距離極靴外圓厚度相同、且傾斜一個定子齒距的斜槽，轉(zhuǎn)子磁路為切向磁路，轉(zhuǎn)子與定子配合后，以永磁徑向中心線為起點，氣隙從0°～45°由大變小，45°～90°氣隙由小變大，構(gòu)成氣隙。采用永磁體勵磁及全封閉自冷卻結(jié)構(gòu)，功率密度高、效率高、符合高速列車運行的要求，也適用于體積小、重量輕的高速運行的工業(yè)設(shè)備。
文檔編號H02K21/46GK202713101SQ20122035143
公開日2013年1月30日 申請日期2012年7月19日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月19日
發(fā)明者馬吉恩, 盧琴芬, 黃曉艷, 方攸同, 蔣毅 申請人:浙江大學(xué)