本發(fā)明涉及永磁電機(jī)，具體是一種地鐵用永磁牽引電機(jī)。

背景技術(shù)：

隨著永磁材料性能的提高以及電力電子技術(shù)的發(fā)展，永磁電機(jī)以其高效節(jié)能、高功率密度、高啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩以及高爬坡能力，成為地鐵驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的研究發(fā)展方向。然而實(shí)踐表明，現(xiàn)有永磁電機(jī)由于其冷卻結(jié)構(gòu)和轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)所限，存在如下問題：其一，現(xiàn)有永磁電機(jī)冷卻結(jié)構(gòu)主要采用自帶風(fēng)扇冷卻方式（轉(zhuǎn)軸帶動(dòng)風(fēng)扇將冷卻風(fēng)通過風(fēng)罩孔吹向機(jī)座外表面的散熱筋，然后通過散熱筋將永磁電機(jī)產(chǎn)生的熱量帶走），此種冷卻方式無(wú)法將永磁電機(jī)內(nèi)部產(chǎn)生的熱量充分帶走，由此導(dǎo)致永磁電機(jī)冷卻性能差、適用范圍有限。其二，現(xiàn)有永磁電機(jī)轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)的永磁體采用釹鐵硼永磁體。釹鐵硼永磁體具有不耐高溫、溫度系數(shù)高、磁性能不穩(wěn)定的特點(diǎn)，由此導(dǎo)致永磁電機(jī)運(yùn)行可靠性差。其三，現(xiàn)有永磁電機(jī)轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)子動(dòng)平衡盤和永磁體擋板壓圈各為單獨(dú)部件，由此導(dǎo)致永磁電機(jī)結(jié)構(gòu)復(fù)雜、體積大?；诖?，有必要發(fā)明一種全新的永磁電機(jī)，以解決現(xiàn)有永磁電機(jī)冷卻性能差、適用范圍有限、運(yùn)行可靠性差、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、體積大的問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明為了解決現(xiàn)有永磁電機(jī)冷卻性能差、適用范圍有限、運(yùn)行可靠性差、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、體積大的問題，提供了一種地鐵用永磁牽引電機(jī)。

本發(fā)明是采用如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：

一種地鐵用永磁牽引電機(jī)，包括前端蓋、后端蓋、前軸承、后軸承、前軸承蓋、后外軸承蓋、定子結(jié)構(gòu)、轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)；所述定子結(jié)構(gòu)包括機(jī)座、定子鐵心、定子繞組；定子繞組嵌放于定子鐵心上；所述轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)包括轉(zhuǎn)軸、轉(zhuǎn)子鐵心、前轉(zhuǎn)子壓圈、后轉(zhuǎn)子壓圈、圓螺母、前永磁體擋板、后永磁體擋板、前永磁體擋板壓圈、后永磁體擋板壓圈；轉(zhuǎn)子鐵心固定裝配于轉(zhuǎn)軸的外側(cè)面中部；

機(jī)座的端面貫通開設(shè)有軸向通風(fēng)孔；機(jī)座的前端面與前端蓋固定；機(jī)座的后端面與后端蓋固定；

前端蓋的端面貫通開設(shè)有軸向進(jìn)風(fēng)孔；轉(zhuǎn)軸的外側(cè)面前部固定裝配有主風(fēng)扇；主風(fēng)扇的前端面外圈與前端蓋的后端面內(nèi)圈之間設(shè)有迷宮密封；

后端蓋的端面貫通開設(shè)有軸向出風(fēng)孔；軸向出風(fēng)孔與軸向通風(fēng)孔連通；后端蓋的前端面設(shè)有環(huán)形凸臺(tái)；轉(zhuǎn)軸的外側(cè)面后部固定裝配有輔助風(fēng)扇；輔助風(fēng)扇的后端面外圈與環(huán)形凸臺(tái)的前端面內(nèi)圈之間設(shè)有迷宮密封；輔助風(fēng)扇與后端蓋之間留有通風(fēng)腔；

軸向進(jìn)風(fēng)孔、軸向通風(fēng)孔、軸向出風(fēng)孔共同構(gòu)成主冷卻風(fēng)路結(jié)構(gòu)；通風(fēng)腔構(gòu)成輔助冷卻風(fēng)路結(jié)構(gòu)；

轉(zhuǎn)子鐵心由轉(zhuǎn)子沖片在轉(zhuǎn)軸上疊壓而成；轉(zhuǎn)子鐵心的端面靠近外圈貫通開設(shè)有若干組磁鋼槽；每組磁鋼槽均由呈V形對(duì)稱分布的兩個(gè)磁鋼槽組成，且該V形的開口朝外；各組磁鋼槽圍繞轉(zhuǎn)子鐵心的軸線等距排列；每個(gè)磁鋼槽內(nèi)均嵌裝有多個(gè)釤鈷永磁體；

前轉(zhuǎn)子壓圈固定裝配于轉(zhuǎn)軸的外側(cè)面，且前轉(zhuǎn)子壓圈壓裝于轉(zhuǎn)子鐵心的前端面內(nèi)圈；后轉(zhuǎn)子壓圈固定裝配于轉(zhuǎn)軸的外側(cè)面，且后轉(zhuǎn)子壓圈壓裝于轉(zhuǎn)子鐵心的后端面內(nèi)圈；圓螺母固定裝配于轉(zhuǎn)軸的外側(cè)面，且圓螺母壓裝于后轉(zhuǎn)子壓圈的后端面內(nèi)圈；前永磁體擋板固定裝配于前轉(zhuǎn)子壓圈的外側(cè)面后部，且前永磁體擋板壓裝于轉(zhuǎn)子鐵心的前端面外圈；后永磁體擋板固定裝配于后轉(zhuǎn)子壓圈的外側(cè)面前部，且后永磁體擋板壓裝于轉(zhuǎn)子鐵心的后端面外圈；

前永磁體擋板壓圈固定裝配于前轉(zhuǎn)子壓圈的外側(cè)面前部；前永磁體擋板壓圈的外圈壓裝于前永磁體擋板的前端面；前永磁體擋板壓圈的內(nèi)圈壓裝于前轉(zhuǎn)子壓圈的前端面外圈；前永磁體擋板壓圈的前端面外圈開設(shè)有前平衡槽；后永磁體擋板壓圈固定裝配于后轉(zhuǎn)子壓圈的外側(cè)面后部；后永磁體擋板壓圈的外圈壓裝于后永磁體擋板的后端面；后永磁體擋板壓圈的內(nèi)圈壓裝于后轉(zhuǎn)子壓圈的后端面外圈；后永磁體擋板壓圈的后端面外圈開設(shè)有后平衡槽；

還包括引出線、水平散熱筋、旋轉(zhuǎn)變壓器；引出線貫穿固定于機(jī)座的上方，且引出線的末端與定子繞組的端頭連接；水平散熱筋位于后端蓋的后端面；旋轉(zhuǎn)變壓器的定子固定裝配于后外軸承蓋的后端面；旋轉(zhuǎn)變壓器的轉(zhuǎn)子固定裝配于軸頭壓板的外側(cè)面后部。

工作時(shí)，引出線的首端、旋轉(zhuǎn)變壓器的信號(hào)輸出端均與地鐵專用變流器連接。轉(zhuǎn)軸帶動(dòng)主風(fēng)扇、輔助風(fēng)扇、旋轉(zhuǎn)變壓器的轉(zhuǎn)子進(jìn)行同步旋轉(zhuǎn)。旋轉(zhuǎn)變壓器實(shí)時(shí)檢測(cè)轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)速信號(hào)，并將轉(zhuǎn)速信號(hào)發(fā)送至地鐵專用變流器，地鐵專用變流器根據(jù)轉(zhuǎn)速信號(hào)對(duì)定子電流進(jìn)行調(diào)節(jié)，由此對(duì)轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)速進(jìn)行調(diào)節(jié)。具體工作過程如下：一、在主風(fēng)扇的旋轉(zhuǎn)作用下，冷卻風(fēng)被吸入軸向進(jìn)風(fēng)孔，并流經(jīng)軸向通風(fēng)孔，然后經(jīng)軸向出風(fēng)孔排出。在流經(jīng)軸向通風(fēng)孔的過程中，冷卻風(fēng)與前軸承、定子鐵心、定子繞組進(jìn)行熱交換，由此將前軸承、定子鐵心、定子繞組產(chǎn)生的熱量帶走，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)前軸承、定子鐵心、定子繞組的循環(huán)冷卻。二、在輔助風(fēng)扇的旋轉(zhuǎn)作用下，通風(fēng)腔內(nèi)產(chǎn)生冷卻風(fēng)，冷卻風(fēng)與后軸承進(jìn)行熱交換，由此將后軸承產(chǎn)生的熱量帶走，然后冷卻風(fēng)與后端蓋進(jìn)行熱交換，由此使得后軸承產(chǎn)生的熱量在車輛走行風(fēng)的作用下通過水平散熱筋加速散發(fā)出去，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)后軸承的循環(huán)冷卻?；谏鲜鲞^程，與現(xiàn)有永磁電機(jī)相比，本發(fā)明所述的一種地鐵用永磁牽引電機(jī)通過采用全新結(jié)構(gòu)，具備了如下優(yōu)點(diǎn)：其一，本發(fā)明的冷卻結(jié)構(gòu)一方面采用主冷卻風(fēng)路結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)了對(duì)前軸承、定子鐵心、定子繞組的循環(huán)冷卻，另一方面采用輔助冷卻風(fēng)路結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)了對(duì)后軸承的循環(huán)冷卻，由此實(shí)現(xiàn)了將永磁電機(jī)內(nèi)部產(chǎn)生的熱量充分帶走，從而使得永磁電機(jī)冷卻性能更好、適用范圍更廣。其二，本發(fā)明的轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)的永磁體不再采用釹鐵硼永磁體，而是采用釤鈷永磁體。釤鈷永磁體具有耐高溫、溫度系數(shù)低、磁性能穩(wěn)定的特點(diǎn)，由此使得永磁電機(jī)運(yùn)行可靠性更高。其三，本發(fā)明的轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)在永磁體擋板壓圈上開了平衡槽，省略了轉(zhuǎn)子動(dòng)平衡盤，由此使得永磁電機(jī)結(jié)構(gòu)更簡(jiǎn)單、體積更小。

本發(fā)明結(jié)構(gòu)合理、設(shè)計(jì)巧妙，有效解決了現(xiàn)有永磁電機(jī)冷卻性能差、適用范圍有限、運(yùn)行可靠性差、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、體積大的問題，適用于地鐵驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中：1-機(jī)座，2-前端蓋，3-后端蓋，4-前軸承，5-后軸承，6-前軸承蓋，7-后外軸承蓋，8-定子鐵心，9-定子繞組，10-轉(zhuǎn)軸，11-轉(zhuǎn)子鐵心，12-軸向通風(fēng)孔，14-軸向進(jìn)風(fēng)孔，15-主風(fēng)扇，17-軸向出風(fēng)孔，18-環(huán)形凸臺(tái)，19-輔助風(fēng)扇，20-通風(fēng)腔，21-前轉(zhuǎn)子壓圈，22-后轉(zhuǎn)子壓圈，23-圓螺母，24-前永磁體擋板，25-后永磁體擋板，26-前永磁體擋板壓圈，27-后永磁體擋板壓圈，30-釤鈷永磁體，31-引出線，32-水平散熱筋，33-旋轉(zhuǎn)變壓器，34-軸頭壓板。

具體實(shí)施方式

一種地鐵用永磁牽引電機(jī)，包括前端蓋2、后端蓋3、前軸承4、后軸承5、前軸承蓋6、后外軸承蓋7、定子結(jié)構(gòu)、轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)；所述定子結(jié)構(gòu)包括機(jī)座1、定子鐵心8、定子繞組9；定子繞組9嵌放于定子鐵心8上；所述轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)包括轉(zhuǎn)軸10、轉(zhuǎn)子鐵心11、前轉(zhuǎn)子壓圈21、后轉(zhuǎn)子壓圈22、圓螺母23、前永磁體擋板24、后永磁體擋板25、前永磁體擋板壓圈26、后永磁體擋板壓圈27；轉(zhuǎn)子鐵心11固定裝配于轉(zhuǎn)軸10的外側(cè)面中部；

機(jī)座1的端面貫通開設(shè)有軸向通風(fēng)孔12；機(jī)座1的前端面與前端蓋2固定；機(jī)座1的后端面與后端蓋3固定；

前端蓋2的端面貫通開設(shè)有軸向進(jìn)風(fēng)孔14；轉(zhuǎn)軸10的外側(cè)面前部固定裝配有主風(fēng)扇15；主風(fēng)扇15的前端面外圈與前端蓋2的后端面內(nèi)圈之間設(shè)有迷宮密封；

后端蓋3的端面貫通開設(shè)有軸向出風(fēng)孔17；軸向出風(fēng)孔17與軸向通風(fēng)孔12連通；后端蓋3的前端面設(shè)有環(huán)形凸臺(tái)18；轉(zhuǎn)軸10的外側(cè)面后部固定裝配有輔助風(fēng)扇19；輔助風(fēng)扇19的后端面外圈與環(huán)形凸臺(tái)18的前端面內(nèi)圈之間設(shè)有迷宮密封；輔助風(fēng)扇19與后端蓋3之間留有通風(fēng)腔20；

軸向進(jìn)風(fēng)孔14、軸向通風(fēng)孔12、軸向出風(fēng)孔17共同構(gòu)成主冷卻風(fēng)路結(jié)構(gòu)；通風(fēng)腔20構(gòu)成輔助冷卻風(fēng)路結(jié)構(gòu)；

轉(zhuǎn)子鐵心11由轉(zhuǎn)子沖片在轉(zhuǎn)軸10上疊壓而成；轉(zhuǎn)子鐵心11的端面靠近外圈貫通開設(shè)有若干組磁鋼槽；每組磁鋼槽均由呈V形對(duì)稱分布的兩個(gè)磁鋼槽組成，且該V形的開口朝外；各組磁鋼槽圍繞轉(zhuǎn)子鐵心11的軸線等距排列；每個(gè)磁鋼槽內(nèi)均嵌裝有多個(gè)釤鈷永磁體30；

前轉(zhuǎn)子壓圈21固定裝配于轉(zhuǎn)軸10的外側(cè)面，且前轉(zhuǎn)子壓圈21壓裝于轉(zhuǎn)子鐵心11的前端面內(nèi)圈；后轉(zhuǎn)子壓圈22固定裝配于轉(zhuǎn)軸10的外側(cè)面，且后轉(zhuǎn)子壓圈22壓裝于轉(zhuǎn)子鐵心11的后端面內(nèi)圈；圓螺母23固定裝配于轉(zhuǎn)軸10的外側(cè)面，且圓螺母23壓裝于后轉(zhuǎn)子壓圈22的后端面內(nèi)圈；前永磁體擋板24固定裝配于前轉(zhuǎn)子壓圈21的外側(cè)面后部，且前永磁體擋板24壓裝于轉(zhuǎn)子鐵心11的前端面外圈；后永磁體擋板25固定裝配于后轉(zhuǎn)子壓圈22的外側(cè)面前部，且后永磁體擋板25壓裝于轉(zhuǎn)子鐵心11的后端面外圈；

前永磁體擋板壓圈26固定裝配于前轉(zhuǎn)子壓圈21的外側(cè)面前部；前永磁體擋板壓圈26的外圈壓裝于前永磁體擋板24的前端面；前永磁體擋板壓圈26的內(nèi)圈壓裝于前轉(zhuǎn)子壓圈21的前端面外圈；前永磁體擋板壓圈26的前端面外圈開設(shè)有前平衡槽；后永磁體擋板壓圈27固定裝配于后轉(zhuǎn)子壓圈22的外側(cè)面后部；后永磁體擋板壓圈27的外圈壓裝于后永磁體擋板25的后端面；后永磁體擋板壓圈27的內(nèi)圈壓裝于后轉(zhuǎn)子壓圈22的后端面外圈；后永磁體擋板壓圈27的后端面外圈開設(shè)有后平衡槽；

還包括引出線31、水平散熱筋32、旋轉(zhuǎn)變壓器33；引出線31貫穿固定于機(jī)座1的上方，且引出線31的末端與定子繞組9的端頭連接；水平散熱筋32位于后端蓋3的后端面；旋轉(zhuǎn)變壓器33的定子固定裝配于后外軸承蓋7的后端面；旋轉(zhuǎn)變壓器33的轉(zhuǎn)子固定裝配于軸頭壓板34的外側(cè)面后部。

具體實(shí)施時(shí)，所述軸向通風(fēng)孔12的數(shù)目為若干個(gè)，且各個(gè)軸向通風(fēng)孔12沿周向等距排列；所述軸向進(jìn)風(fēng)孔14的數(shù)目為若干個(gè)，且各個(gè)軸向進(jìn)風(fēng)孔14沿周向等距排列；所述軸向出風(fēng)孔17的數(shù)目與軸向通風(fēng)孔12的數(shù)目一致，且各個(gè)軸向出風(fēng)孔17與各個(gè)軸向通風(fēng)孔12一一對(duì)應(yīng)連通。所述機(jī)座1、前端蓋2、后端蓋3均采用球墨鑄鐵制成。