本發(fā)明涉及異步牽引電動(dòng)機(jī)，具體為大功率交流傳動(dòng)窄軌內(nèi)燃機(jī)車用異步牽引電動(dòng)機(jī)。
背景技術(shù)：
：目前世界窄軌鐵路主要分布在非洲、東南亞、大洋洲和中國(guó)臺(tái)灣等地區(qū)，約占世界鐵路總里程的20%，絕大部分采用從美國(guó)、法國(guó)、德國(guó)等公司購(gòu)入的交-直傳動(dòng)內(nèi)燃機(jī)車。近年來(lái)，隨著這些地區(qū)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，貨運(yùn)需求大幅提升，為進(jìn)一步提高窄軌鐵路內(nèi)燃機(jī)車的牽引能力，各國(guó)開始分批采購(gòu)交流傳動(dòng)內(nèi)燃機(jī)車。目前，我國(guó)出口窄軌內(nèi)燃機(jī)車主要采用直流牽引電動(dòng)機(jī)，主要機(jī)車技術(shù)參數(shù)列于表1。表1我國(guó)出口的主要交-直傳動(dòng)窄軌內(nèi)燃機(jī)車技術(shù)參數(shù)機(jī)車型號(hào)SDD2CKD9BSDD8SDD1機(jī)車運(yùn)用國(guó)家南非新西蘭巴西蘇丹軸式C0-C0C0-C0C0-C0C0-C0軸重/t18.5182016.5軌距/mm1065106810001067持續(xù)牽引力/kN223269.2280245持續(xù)速度/km/h18.728.81815.4最高速度/km/h12010080100牽引電機(jī)功率/kW310360323310牽引電機(jī)極數(shù)4444隨著交流傳動(dòng)內(nèi)燃機(jī)車技術(shù)在我國(guó)的批量成功運(yùn)用，我國(guó)已經(jīng)完全掌握標(biāo)準(zhǔn)軌距內(nèi)燃機(jī)車異步牽引電機(jī)的研制能力，表2列出了交流傳動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)軌距內(nèi)燃機(jī)車異步牽引電動(dòng)機(jī)的主要技術(shù)指標(biāo)。表2HXN3交流傳動(dòng)內(nèi)燃機(jī)車異步牽引電動(dòng)機(jī)主要技術(shù)指標(biāo)綜上，傳統(tǒng)窄軌內(nèi)燃機(jī)車直流牽引電機(jī)、標(biāo)準(zhǔn)軌內(nèi)燃機(jī)車異步牽引電機(jī)的成功研制和批量成功運(yùn)用，為開發(fā)窄軌內(nèi)燃機(jī)車異步牽引電動(dòng)機(jī)提供了技術(shù)基礎(chǔ)。直流牽引電動(dòng)機(jī)具有以下缺陷：電機(jī)功率低、扭矩小，目前國(guó)際上使用的窄軌直流牽引電機(jī)功率最高為360kW，扭矩為4117N·m；有換向器和電刷裝置，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，摩擦部分多，接線復(fù)雜，帶來(lái)與換向有關(guān)的限值條件以及運(yùn)行出現(xiàn)相關(guān)的換向故障，從而導(dǎo)致可靠性降低以及維修麻煩；直流電機(jī)機(jī)械轉(zhuǎn)速受換向條件和機(jī)械強(qiáng)度的限制，調(diào)速范圍窄，轉(zhuǎn)速低?，F(xiàn)有極個(gè)別窄軌內(nèi)燃機(jī)車采用異步牽引電機(jī)，出口馬來(lái)西亞窄軌內(nèi)燃機(jī)車所用進(jìn)口異步牽引電機(jī)，其額定功率為345KW，額定轉(zhuǎn)矩6524N·m，重量1750kg，單位重量功率（功率密度）0.197kW/kg。本發(fā)明為了滿足國(guó)際鐵路市場(chǎng)交流傳動(dòng)窄軌內(nèi)燃機(jī)車牽引電機(jī)的大量需求，通過(guò)自主研發(fā)和技術(shù)創(chuàng)新，設(shè)計(jì)一種符合窄軌限界要求，功率、額定轉(zhuǎn)矩更大，功率密度更高的交流傳動(dòng)窄軌內(nèi)燃機(jī)車異步牽引電動(dòng)機(jī)。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：本發(fā)明解決現(xiàn)有的窄軌內(nèi)燃機(jī)車用異步牽引電機(jī)功率、額定轉(zhuǎn)矩及功率密度不足的問(wèn)題，提供一種符合窄軌限界要求，功率、額定轉(zhuǎn)矩更大，功率密度更高的交流傳動(dòng)異步牽引電動(dòng)機(jī)。本發(fā)明是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：大功率交流傳動(dòng)窄軌內(nèi)燃機(jī)車用異步牽引電動(dòng)機(jī)，包括定子鐵心，所述定子鐵心由定子沖片疊壓而成，外形為圓形的定子沖片和兩端外形為圓形的傳動(dòng)端壓圈、非傳動(dòng)端壓圈通過(guò)拉板焊接固定；所述定子鐵心內(nèi)設(shè)有定子線圈，所述定子線圈引線頭直接成型連線后，通過(guò)引出銅排引入接線盒；電機(jī)傳動(dòng)端固定有傳動(dòng)端端蓋，傳動(dòng)端端蓋上經(jīng)第一軸承支撐有轉(zhuǎn)軸，轉(zhuǎn)軸上有轉(zhuǎn)子鐵心，轉(zhuǎn)子鐵心由轉(zhuǎn)子沖片疊壓而成，兩端用轉(zhuǎn)子傳動(dòng)端壓板、轉(zhuǎn)子非傳動(dòng)端壓板壓緊；轉(zhuǎn)子鐵心槽內(nèi)插有導(dǎo)條，轉(zhuǎn)子鐵心兩端與端環(huán)焊接為一體鼠籠，端環(huán)外圓熱套有護(hù)環(huán)；傳動(dòng)端端蓋上固定有傳動(dòng)端內(nèi)封環(huán)、傳動(dòng)端軸承蓋、傳動(dòng)端外軸承蓋，傳動(dòng)端端蓋和傳動(dòng)端外軸承蓋上開有通大氣孔；轉(zhuǎn)軸上套有傳動(dòng)端軸套與傳動(dòng)端內(nèi)封環(huán)形成迷宮密封潤(rùn)滑脂，轉(zhuǎn)軸通過(guò)內(nèi)錐軸安裝有主動(dòng)齒輪傳遞扭矩，轉(zhuǎn)軸傳動(dòng)端還安裝有傳動(dòng)端外封環(huán)與傳動(dòng)端軸承蓋、傳動(dòng)端外軸承蓋共同形成迷宮密封；電機(jī)非傳動(dòng)端固定有非傳動(dòng)端端蓋，非傳動(dòng)端端蓋上經(jīng)第二軸承支撐有轉(zhuǎn)軸，非傳動(dòng)端端蓋上固定有非傳動(dòng)端內(nèi)封環(huán)、非傳動(dòng)端軸承蓋、非傳動(dòng)端外蓋；轉(zhuǎn)軸非傳動(dòng)端上套有非傳動(dòng)端軸套與非傳動(dòng)端內(nèi)封環(huán)形成迷宮密封潤(rùn)滑脂，轉(zhuǎn)軸非傳動(dòng)端安裝有測(cè)速齒盤與非傳動(dòng)端軸承蓋形成迷宮密封；非傳動(dòng)端外蓋上設(shè)有速度傳感器安裝接口；非傳動(dòng)端端蓋上開有進(jìn)風(fēng)口，轉(zhuǎn)子鐵心軸向開有通風(fēng)孔，傳動(dòng)端端蓋上開有出風(fēng)口。轉(zhuǎn)子鐵心采用轉(zhuǎn)子沖片疊壓而成，內(nèi)有導(dǎo)條與端環(huán)采用池槽式對(duì)接釬焊成轉(zhuǎn)子鼠籠，端環(huán)外圓熱套有鍛鋼護(hù)環(huán)，加強(qiáng)了轉(zhuǎn)子端部的機(jī)械強(qiáng)度，同時(shí)提升了端環(huán)部位的剛度，減小熱變形。定子繞組無(wú)導(dǎo)電環(huán)，定子線圈引線頭直接成型連接成三相對(duì)稱的繞組后通過(guò)引出銅排引出至接線盒。傳動(dòng)端外封環(huán)、傳動(dòng)端軸承蓋和傳動(dòng)端外軸承蓋共同形成迷宮密封結(jié)構(gòu)，對(duì)脂潤(rùn)滑軸承起到很好的保護(hù)作用。在傳動(dòng)端端蓋上裝配傳動(dòng)端外軸承蓋，形成回油油路，在傳動(dòng)端端蓋和傳動(dòng)端外軸承蓋內(nèi)部均設(shè)計(jì)了通大氣孔，保證電機(jī)內(nèi)油封部位與大氣聯(lián)通，以均衡傳動(dòng)端軸承兩側(cè)的氣壓，有效避免了齒輪箱潤(rùn)滑油竄入軸承室。電機(jī)采用強(qiáng)迫風(fēng)冷，冷卻風(fēng)通過(guò)非傳動(dòng)端端蓋進(jìn)風(fēng)口送入電機(jī)內(nèi)部，一路冷卻風(fēng)經(jīng)定子繞組端部-定子鐵心通風(fēng)道-定子繞組端部，將定子鐵心及繞組進(jìn)行冷卻；一路經(jīng)轉(zhuǎn)子鐵心軸向通風(fēng)孔對(duì)轉(zhuǎn)子進(jìn)行冷卻；一路經(jīng)定、轉(zhuǎn)子間氣隙將定、轉(zhuǎn)子鐵心表面冷卻，三路匯合在傳動(dòng)端，由傳動(dòng)端端蓋出風(fēng)口排出。所述定子線圈為成型繞組，采用耐電暈薄膜導(dǎo)線繞制，線圈對(duì)地采用少膠云母薄膜帶，外包玻璃絲帶，定子繞組采用定子線圈的引線頭直接成型連接，經(jīng)真空壓力浸200級(jí)絕緣漆。成型繞組可靠性更高，少膠云母薄膜帶外包玻璃絲帶，電氣性能更好，散熱能力強(qiáng)。定子繞組采用定子線圈的引線頭直接成型連接，取消導(dǎo)電環(huán)，提高了定子繞組的一體性，浸200級(jí)絕緣漆，通過(guò)淋水試驗(yàn)檢測(cè)，提高電機(jī)防潮的性能。所述第一軸承為NU332，第二軸承為NJ320+HJ320。本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)：1、整機(jī)性能更加優(yōu)異，具有更高的功率和額定轉(zhuǎn)矩，功率密度更大；2、電氣性能優(yōu)良，可靠性高，防潮性能好；3、三路冷卻風(fēng)道，散熱性能好；4迷宮密封潤(rùn)滑脂，并帶有多道回油油路，端蓋上開有通大氣孔，避免齒輪箱潤(rùn)滑油竄入軸承室，降低維護(hù)頻率和工作量。附圖說(shuō)明圖1為本發(fā)明外形主視圖；圖2為本發(fā)明外形左視圖；圖3為本發(fā)明外形后視圖；圖4為圖2俯視圖；圖5為本發(fā)明內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖；圖6為本發(fā)明迷宮密封結(jié)構(gòu)示意圖；圖7為通大氣孔結(jié)構(gòu)示意圖；圖8為鼠籠轉(zhuǎn)子的鍛鋼護(hù)環(huán)結(jié)構(gòu)示意圖；圖中：1-主動(dòng)齒輪，2-傳動(dòng)端外封環(huán)，3-傳動(dòng)端外軸承蓋，4-傳動(dòng)端軸承蓋，5-第一軸承，6-傳動(dòng)端軸套，7-傳動(dòng)端內(nèi)封環(huán)，8-傳動(dòng)端端蓋，9-傳動(dòng)端壓圈，10-拉板，11-非傳動(dòng)端壓圈，12-非傳動(dòng)端端蓋，13-定子線圈，14-護(hù)環(huán)，15-導(dǎo)條，16-端環(huán)，17-非傳動(dòng)端外蓋，18-測(cè)速齒盤，19-非傳動(dòng)端軸承蓋，20-第二軸承，21-非傳動(dòng)端內(nèi)封環(huán)，22-非傳動(dòng)端軸套，23-引出銅排，24-接線盒，25-定子沖片，26-轉(zhuǎn)子非傳動(dòng)端壓板，27-轉(zhuǎn)子沖片，28-轉(zhuǎn)子傳動(dòng)端壓板，29-轉(zhuǎn)軸。具體實(shí)施方式大功率交流傳動(dòng)窄軌內(nèi)燃機(jī)車用異步牽引電動(dòng)機(jī)，包括定子鐵心，所述定子鐵心由定子沖片25疊壓而成，外形為圓形的定子沖片25和兩端外形為圓形的傳動(dòng)端壓圈9、非傳動(dòng)端壓圈11通過(guò)拉板10焊接固定；所述定子鐵心內(nèi)設(shè)有定子線圈13，所述定子線圈13引線頭直接成型連線后，通過(guò)引出銅排23引入接線盒24；電機(jī)傳動(dòng)端固定有傳動(dòng)端端蓋8，傳動(dòng)端端蓋8上經(jīng)第一軸承5支撐有轉(zhuǎn)軸29，轉(zhuǎn)軸29上有轉(zhuǎn)子鐵心，轉(zhuǎn)子鐵心由轉(zhuǎn)子沖片27疊壓而成，兩端用轉(zhuǎn)子傳動(dòng)端壓板28、轉(zhuǎn)子非傳動(dòng)端壓板26壓緊；轉(zhuǎn)子鐵心槽內(nèi)插有導(dǎo)條15，轉(zhuǎn)子鐵心兩端與端環(huán)16焊接為一體鼠籠，端環(huán)16外圓熱套有護(hù)環(huán)14；傳動(dòng)端端蓋8上固定有傳動(dòng)端內(nèi)封環(huán)7、傳動(dòng)端軸承蓋4、傳動(dòng)端外軸承蓋3，傳動(dòng)端端蓋8和傳動(dòng)端外軸承蓋3上開有通大氣孔；轉(zhuǎn)軸29上套有傳動(dòng)端軸套6與傳動(dòng)端內(nèi)封環(huán)7形成迷宮密封潤(rùn)滑脂，轉(zhuǎn)軸29通過(guò)內(nèi)錐軸安裝有主動(dòng)齒輪1傳遞扭矩，轉(zhuǎn)軸29傳動(dòng)端還安裝有傳動(dòng)端外封環(huán)2與傳動(dòng)端軸承蓋4、傳動(dòng)端外軸承蓋3共同形成迷宮密封；電機(jī)非傳動(dòng)端固定有非傳動(dòng)端端蓋12，非傳動(dòng)端端蓋12上經(jīng)第二軸承20支撐有轉(zhuǎn)軸29，非傳動(dòng)端端蓋12上固定有非傳動(dòng)端內(nèi)封環(huán)21、非傳動(dòng)端軸承蓋19、非傳動(dòng)端外蓋17；轉(zhuǎn)軸29非傳動(dòng)端上套有非傳動(dòng)端軸套22與非傳動(dòng)端內(nèi)封環(huán)21形成迷宮密封潤(rùn)滑脂，轉(zhuǎn)軸29非傳動(dòng)端安裝有測(cè)速齒盤18與非傳動(dòng)端軸承蓋19形成迷宮密封；非傳動(dòng)端外蓋17上設(shè)有速度傳感器安裝接口；非傳動(dòng)端端蓋12上開有進(jìn)風(fēng)口，轉(zhuǎn)子鐵心軸向開有通風(fēng)孔，傳動(dòng)端端蓋8上開有出風(fēng)口。具體實(shí)施時(shí)，所述定子線圈13為成型繞組，采用耐電暈薄膜導(dǎo)線繞制，線圈對(duì)地采用少膠云母薄膜帶，外包玻璃絲帶，定子繞組采用定子線圈13的引線頭直接成型連接，經(jīng)真空壓力浸200級(jí)絕緣漆。所述第一軸承5為NU332，第二軸承20為NJ320+HJ320。本發(fā)明異步牽引電動(dòng)機(jī)的主要參數(shù)如下：額定功率（kW）435額定電壓（V）800額定電流（A）410額定轉(zhuǎn)速（r/min）602額定頻率（Hz）30.8功率因數(shù)0.84額定效率92％額定轉(zhuǎn)矩（N·m）6900最高轉(zhuǎn)速（r/min）2718額定風(fēng)量（m3/s）1.3極數(shù)6起動(dòng)電流（A）560控制方式矢量控制工作制S1絕緣等級(jí)200級(jí)電機(jī)重量（kg）1950由上可知，本發(fā)明的異步牽引電動(dòng)機(jī)由于軸承的合理選型和傳動(dòng)端內(nèi)錐軸潤(rùn)滑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，同時(shí)在有限空間下改進(jìn)了電磁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案，解決了絕緣材料抵抗油（驅(qū)動(dòng)齒輪潤(rùn)滑油和軸承潤(rùn)滑脂）長(zhǎng)期腐蝕和熱降解問(wèn)題，保證電機(jī)長(zhǎng)期使用的穩(wěn)定性，同時(shí)維護(hù)更加方便快捷，為滿足機(jī)車低速控制，采用多齒大直徑測(cè)速齒盤結(jié)構(gòu)。使得本發(fā)明具有更高的功率和額定轉(zhuǎn)矩，且恒功轉(zhuǎn)速范圍更寬，滿足窄軌限界要求，同時(shí)嚴(yán)格控制電機(jī)重量在2000kg以內(nèi)，，功率密度可達(dá)0.218kW/kg，各項(xiàng)性能參數(shù)均優(yōu)于現(xiàn)有的窄軌內(nèi)燃機(jī)車異步牽引電動(dòng)機(jī)。當(dāng)前第1頁(yè)1 2 3