本實(shí)用新型屬于電機(jī)領(lǐng)域，涉及一種礦卡車用電機(jī)。

背景技術(shù)：

隨著全球石油資源的逐漸耗竭和使用成本的不斷提升，人們不得不尋找更廉價(jià)環(huán)保的新能源替代石油驅(qū)動(dòng)車輛行駛。采用電力能源驅(qū)動(dòng)的汽車逐漸進(jìn)入人們的視線，因其節(jié)能、低使用成本、零排放的卓越特點(diǎn)逐漸受到重視，并在近幾年中在各領(lǐng)域都得到大力推廣。

驅(qū)動(dòng)電機(jī)作為礦卡車輛的核心部件而受到整車廠家的重視。其與電池、控制器共同替代發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)車輛行駛，運(yùn)行狀態(tài)直接影響車輛的性能和可靠性，所以值得投入精力研究和開發(fā)它。交流永磁電機(jī)因其很高的性價(jià)比而廣泛應(yīng)用于商用車領(lǐng)域，其中的直驅(qū)式交流永磁同步電機(jī)是目前車用驅(qū)動(dòng)電機(jī)中總裝車數(shù)量較多的一種規(guī)格。與其配套的車輛具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單可靠、操控容易、總成本低等優(yōu)勢(shì)，但目前已開發(fā)的直驅(qū)式永磁電機(jī)由于調(diào)速范圍太寬，使得整個(gè)運(yùn)行區(qū)間內(nèi)效率、性能都無(wú)法做到最優(yōu)。

目前已投入使用的純電驅(qū)動(dòng)車輛中，多數(shù)為單臺(tái)電機(jī)驅(qū)動(dòng)，或有少數(shù)為雙臺(tái)電機(jī)串聯(lián)或并聯(lián)使用。單電機(jī)驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)因其無(wú)替代動(dòng)力源，運(yùn)行可靠性低，如電機(jī)出現(xiàn)故障，車輛無(wú)法運(yùn)行。雙電機(jī)結(jié)構(gòu)占用車輛空間大，成本和整車重量都有所提高而較少采用。隨著電機(jī)容量的增大，控制器容量也與之增加，但單控制器不僅設(shè)計(jì)制造困難而且成本也高。這些問(wèn)題都制約純電動(dòng)礦卡車的進(jìn)一步發(fā)展。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了解決單電機(jī)驅(qū)動(dòng)運(yùn)行可靠性低、雙電機(jī)串聯(lián)或并聯(lián)使用占用空間大、成本和整車質(zhì)量高的問(wèn)題，本實(shí)用新型提出如下技術(shù)方案，以實(shí)現(xiàn)不增加串聯(lián)或并聯(lián)電機(jī)的基礎(chǔ)上，仍能保證運(yùn)行可靠性。

一種純電驅(qū)動(dòng)礦卡車用雙電機(jī)集成一體式永磁同步牽引電機(jī)，包括第一電機(jī)定子、第一電機(jī)轉(zhuǎn)子、第二電機(jī)定子、第二電機(jī)轉(zhuǎn)子、水套機(jī)座、轉(zhuǎn)軸、驅(qū)動(dòng)端和非驅(qū)動(dòng)端；

第一電機(jī)轉(zhuǎn)子和第二電機(jī)轉(zhuǎn)子安裝在同一轉(zhuǎn)軸上，第一電機(jī)定子和第二電機(jī)定子安裝在同一水套機(jī)座內(nèi)；

所述驅(qū)動(dòng)端包括驅(qū)動(dòng)端端蓋、軸承內(nèi)蓋、驅(qū)動(dòng)端軸承、旋轉(zhuǎn)密封油封；水套機(jī)座連接驅(qū)動(dòng)端端蓋，驅(qū)動(dòng)端端蓋內(nèi)側(cè)安裝軸承內(nèi)蓋，軸承內(nèi)蓋與驅(qū)動(dòng)端端蓋聯(lián)接使驅(qū)動(dòng)端軸承外圈被固定在驅(qū)動(dòng)端端蓋的軸承室內(nèi)部，驅(qū)動(dòng)端軸承內(nèi)圈與轉(zhuǎn)軸過(guò)盈配合，且連接處安置旋轉(zhuǎn)密封油封；

所述非驅(qū)動(dòng)端包括非驅(qū)動(dòng)端端蓋、非驅(qū)動(dòng)端軸承；水套機(jī)座連接非驅(qū)動(dòng)端端蓋，非驅(qū)動(dòng)端軸承外圈被固定于非驅(qū)動(dòng)端端蓋的軸承室內(nèi)部，非驅(qū)動(dòng)端軸承內(nèi)圈與轉(zhuǎn)軸過(guò)盈配合。

進(jìn)一步的，與非驅(qū)動(dòng)端軸承內(nèi)圈過(guò)盈配合的這一側(cè)的轉(zhuǎn)軸上安裝有旋轉(zhuǎn)變壓器。

進(jìn)一步的，所述旋轉(zhuǎn)變壓器的外側(cè)安裝有保護(hù)蓋。

進(jìn)一步的，水套機(jī)座的外殼安裝有第一電機(jī)接線盒和第二電機(jī)接線盒，第一電機(jī)接線盒固定在水套機(jī)座外部，并將第一電機(jī)定子繞組引線引入，第二電機(jī)接線盒固定在水套機(jī)座外部，并將第二電機(jī)定子繞組引線引入。

進(jìn)一步的，所述第一電機(jī)接線盒、第二電機(jī)接線盒均是通過(guò)螺栓固定在水套機(jī)座外部的機(jī)殼上。

進(jìn)一步的，所述第一電機(jī)接線盒連接第一控制器，所述第二電機(jī)接線盒連接第二控制器。

進(jìn)一步的，水套機(jī)座采用封閉式水冷結(jié)構(gòu)，其具有并聯(lián)雙路冷卻水道，冷卻水道各有一處進(jìn)、出水口，冷卻水從進(jìn)水口進(jìn)入冷卻水道后分別流入左右兩條冷卻水道，所述兩條冷卻水道對(duì)稱、等阻、等長(zhǎng)。

進(jìn)一步的，所述同步牽引電機(jī)具有兩個(gè)鐵芯，兩鐵芯等長(zhǎng)，且各鐵芯的長(zhǎng)度是單鐵芯的同步牽引電機(jī)的一半。

有益效果：本實(shí)用新型記載的雙電機(jī)集成一體式永磁同步牽引電機(jī)，由于是雙電機(jī)結(jié)構(gòu)，可以保證運(yùn)行可靠性，其中，第一電機(jī)轉(zhuǎn)子、第二電機(jī)轉(zhuǎn)子安裝在同一轉(zhuǎn)軸上，第一電機(jī)定子和第二電機(jī)定子處于同一水套機(jī)座內(nèi)，并使用了驅(qū)動(dòng)端和非驅(qū)動(dòng)端以固定，相較于串聯(lián)或并聯(lián)電機(jī)的方式，較少的占用車體空間，且載重更小。

附圖說(shuō)明

附圖1為本中所述牽引電機(jī)側(cè)面剖視圖；

附圖2為本中所述牽引電機(jī)機(jī)座水套剖視展開圖；

附圖3為本中所述牽引電機(jī)牽引特性曲線圖；

圖中標(biāo)記為：(1)轉(zhuǎn)軸、(2)旋轉(zhuǎn)密封油封、(3)驅(qū)動(dòng)端軸承、(4)軸承內(nèi)蓋、(5)驅(qū)動(dòng)端端蓋、(6)水套機(jī)座、(7)第一電機(jī)接線盒、(8)第一電機(jī)定子、(9)第一電機(jī)轉(zhuǎn)子、(10)進(jìn)水口、(11)第二電機(jī)定子、(12)第二電機(jī)轉(zhuǎn)子、(13)第二電機(jī)接線盒、(14)非驅(qū)動(dòng)端端蓋14、(15)非驅(qū)動(dòng)端軸承、(16)旋轉(zhuǎn)變壓器、(17)保護(hù)蓋、(18)出水口。

具體實(shí)施方式

實(shí)施例1：常規(guī)純電動(dòng)車型均采用單電機(jī)驅(qū)動(dòng)形式，單電機(jī)驅(qū)動(dòng)整車可靠性低。如電機(jī)故障，整車將失去動(dòng)力。本實(shí)施例所述電機(jī)，采用內(nèi)部雙電機(jī)集成一體式結(jié)構(gòu)，既可同時(shí)驅(qū)動(dòng)運(yùn)行，又可獨(dú)立運(yùn)行。

如附圖1所示，該同步牽引電機(jī)包括第一電機(jī)定子8和第一電機(jī)轉(zhuǎn)子9，第二電機(jī)定子11和第二電機(jī)轉(zhuǎn)子12，電機(jī)的第一電機(jī)轉(zhuǎn)子9和第二電機(jī)轉(zhuǎn)子12安裝在同一轉(zhuǎn)軸1上，電機(jī)的第一電機(jī)定子8和第二電機(jī)定子11安裝在同一水套機(jī)座6內(nèi)，機(jī)殼兩側(cè)分別安置有電機(jī)的第一電機(jī)接線盒7和第二電機(jī)接線盒13。驅(qū)動(dòng)端端蓋5和非驅(qū)動(dòng)端端蓋14分別用于支撐驅(qū)動(dòng)端軸承3和非驅(qū)動(dòng)端軸15,兩側(cè)軸承均為高品質(zhì)密封軸承，且驅(qū)動(dòng)端通過(guò)安裝軸承內(nèi)蓋4將驅(qū)動(dòng)端軸承3鎖死，防止運(yùn)行過(guò)程中驅(qū)動(dòng)端軸承3竄動(dòng)。另外，為防止電機(jī)外部污物進(jìn)入電機(jī)內(nèi)部，驅(qū)動(dòng)端端蓋5與轉(zhuǎn)軸1配合處安置旋轉(zhuǎn)密封油封。電機(jī)的非驅(qū)動(dòng)端還安裝有用于測(cè)量電機(jī)轉(zhuǎn)速和磁極位置的旋轉(zhuǎn)變壓器16及其保護(hù)蓋17。

電機(jī)運(yùn)行時(shí)定子為最主要發(fā)熱源，為了對(duì)其進(jìn)行高效冷卻，水套機(jī)座6采用了封閉式水冷結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)了針對(duì)性的并聯(lián)雙路冷卻水道，如附圖2所示。冷卻水路各有一處進(jìn)出水口18，冷卻水從進(jìn)水口10進(jìn)入水道后按照?qǐng)D2的箭頭分別流入左右兩條水道，經(jīng)過(guò)兩條完全對(duì)稱、等阻等長(zhǎng)的水路后在出水口18處匯合，將從水套機(jī)座6內(nèi)壁傳導(dǎo)過(guò)來(lái)的熱量帶出電機(jī)，完成換熱。內(nèi)部設(shè)計(jì)的兩條水路可以為兩個(gè)電機(jī)分別冷卻，采用這種結(jié)構(gòu)不論是兩電機(jī)單獨(dú)運(yùn)行還是同時(shí)運(yùn)行，各電機(jī)都能得到良好的換熱效果。

本實(shí)施例在設(shè)計(jì)上將原本單臺(tái)電機(jī)鐵芯長(zhǎng)度分割為相同長(zhǎng)度的兩段，通過(guò)調(diào)整設(shè)計(jì)參數(shù)使雙電機(jī)低速運(yùn)行時(shí)的合成轉(zhuǎn)矩特性與單臺(tái)電機(jī)一致，高速運(yùn)行時(shí)，高速性能較單臺(tái)電機(jī)有較好改善，如附圖3所示，由于高速時(shí)雙電機(jī)中的每臺(tái)電機(jī)反電勢(shì)僅為原電機(jī)的一半左右，可減少弱磁電流，提升電機(jī)高速段的運(yùn)行效率。

針對(duì)上述電機(jī)的結(jié)構(gòu)作出具體的說(shuō)明，純電驅(qū)動(dòng)礦卡車用雙電機(jī)集成一體式永磁同步牽引電機(jī)，包括第一電機(jī)定子8、第一電機(jī)轉(zhuǎn)子9、第二電機(jī)定子11、第二電機(jī)轉(zhuǎn)子12、水套機(jī)座6、轉(zhuǎn)軸1、驅(qū)動(dòng)端和非驅(qū)動(dòng)端；

第一電機(jī)轉(zhuǎn)子9和第二電機(jī)轉(zhuǎn)子12安裝在同一轉(zhuǎn)軸1上，第一電機(jī)定子8和第二電機(jī)定子11安裝在同一水套機(jī)座6內(nèi)；

所述驅(qū)動(dòng)端包括驅(qū)動(dòng)端端蓋5、軸承內(nèi)蓋4、驅(qū)動(dòng)端軸承3、旋轉(zhuǎn)密封油封2；水套機(jī)座6連接驅(qū)動(dòng)端端蓋5，驅(qū)動(dòng)端端蓋5內(nèi)側(cè)安裝軸承內(nèi)蓋4，軸承內(nèi)蓋4與驅(qū)動(dòng)端端蓋5聯(lián)接使驅(qū)動(dòng)端軸承3外圈被固定在驅(qū)動(dòng)端端蓋5的軸承室內(nèi)部，驅(qū)動(dòng)端軸承3內(nèi)圈與轉(zhuǎn)軸1過(guò)盈配合，且連接處安置旋轉(zhuǎn)密封油封2；

所述非驅(qū)動(dòng)端包括非驅(qū)動(dòng)端端蓋14、非驅(qū)動(dòng)端軸承15；水套機(jī)座6連接非驅(qū)動(dòng)端端蓋14，非驅(qū)動(dòng)端軸承15外圈被固定于非驅(qū)動(dòng)端端蓋的軸承室內(nèi)部，非驅(qū)動(dòng)端軸承15內(nèi)圈與轉(zhuǎn)軸1過(guò)盈配合。與非驅(qū)動(dòng)端軸承15內(nèi)圈過(guò)盈配合的這一側(cè)的轉(zhuǎn)軸1上安裝有旋轉(zhuǎn)變壓器16，所述旋轉(zhuǎn)變壓器16的外側(cè)安裝有保護(hù)蓋17。

水套機(jī)座6的外殼安裝有第一電機(jī)接線盒7和第二電機(jī)接線盒13，第一電機(jī)接線盒7固定在水套機(jī)座6外部，并將第一電機(jī)定子8繞組引線引入，第二電機(jī)接線盒13固定在水套機(jī)座6外部，并將第二電機(jī)定子11繞組引線引入。所述第一電機(jī)接線盒7、第二電機(jī)接線盒13均是通過(guò)螺栓固定在水套機(jī)座6外部的機(jī)殼上。所述第一電機(jī)接線盒7連接第一控制器，所述第二電機(jī)接線盒13連接第二控制器。

水套機(jī)座6采用封閉式水冷結(jié)構(gòu)，其具有并聯(lián)雙路冷卻水道，冷卻水道各有一處進(jìn)、出水口18，冷卻水從進(jìn)水口10進(jìn)入冷卻水道后分別流入左右兩條冷卻水道，所述兩條冷卻水道對(duì)稱、等阻、等長(zhǎng)，所述同步牽引電機(jī)具有兩個(gè)鐵芯，兩鐵芯等長(zhǎng)，且各鐵芯的長(zhǎng)度是單鐵芯的同步牽引電機(jī)的一半。

雙電機(jī)采用互補(bǔ)式的控制方法，即在車輛輕載運(yùn)行時(shí)，由單電機(jī)運(yùn)行，另一電機(jī)處于待機(jī)或制動(dòng)發(fā)電狀態(tài)。而在起動(dòng)、加速、爬坡、滿載等需要大轉(zhuǎn)矩時(shí)輸出時(shí)，雙電機(jī)同步運(yùn)行驅(qū)動(dòng)車輛行駛。在需要大制動(dòng)轉(zhuǎn)矩時(shí)，雙電機(jī)同步制動(dòng)發(fā)電機(jī)。雙電機(jī)配備雙控制器，雙控制器總?cè)萘颗c單控制器一致，但由于逆變裝置電流減半并采用集成一體式，成本反而降低。

由此，本實(shí)施例采用內(nèi)部雙電機(jī)集成一體式結(jié)構(gòu)，該電機(jī)為機(jī)械一體式，電氣獨(dú)立式結(jié)構(gòu)，兩電機(jī)可相互獨(dú)立運(yùn)行。兩電機(jī)完全相同，由兩臺(tái)控制器分別控制。如其中一臺(tái)電機(jī)或控制器故障，另一臺(tái)電機(jī)和控制器仍可驅(qū)動(dòng)車輛返回工作站。

將兩電機(jī)設(shè)計(jì)參數(shù)設(shè)置為相同，控制器容量也相同，合成轉(zhuǎn)矩特性與原單臺(tái)電機(jī)特性均相同，這樣就降低了高速反電勢(shì)，確?？刂破鞑皇苓^(guò)電壓沖擊。而且通過(guò)降低高速去磁電流，可有效提升車輛高速續(xù)航里程。

本實(shí)施例中，雙電機(jī)采用互補(bǔ)式的控制方法，即在需滿載或過(guò)載運(yùn)行時(shí)，雙電機(jī)同時(shí)運(yùn)行，而在空載或輕載工況下可單電機(jī)運(yùn)行，另一電機(jī)根據(jù)運(yùn)行情況制動(dòng)發(fā)電或不參與工作。雙電機(jī)所配雙控制器也完全相同，與單臺(tái)電機(jī)相比，控制器容量下降，成本更低。

采用本實(shí)施例所述的雙電機(jī)集成一體式永磁同步牽引電機(jī)，可在保證性能的前提下，有效縮小電機(jī)體積，優(yōu)化性能分配，拓寬高效區(qū)，并提高效率。對(duì)于車輛而言，在保證整車性能的前提下，無(wú)論是高速行駛還是低速運(yùn)行，輕載或滿載均能提高續(xù)航里程，并提升車輛運(yùn)行可靠性，不多占用車體空間和載重。

以上所述，僅為本發(fā)明創(chuàng)造較佳的具體實(shí)施方式，但本發(fā)明創(chuàng)造的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明創(chuàng)造披露的技術(shù)范圍內(nèi)，根據(jù)本發(fā)明創(chuàng)造的技術(shù)方案及其發(fā)明構(gòu)思加以等同替換或改變，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明創(chuàng)造的保護(hù)范圍之內(nèi)。