強(qiáng)迫風(fēng)冷大推力扁平型三相直線異步電動機(jī)研發(fā)

宋文芳

（哈爾濱泰富電氣有限公司，黑龍江 哈爾濱150060）

1 前言

目前大推力扁平型直線電機(jī)由于采用自然風(fēng)冷，通風(fēng)效果差，體積大，不能滿足各個(gè)行業(yè)的需要,而且該電機(jī)功率大，發(fā)熱量高，考慮到散熱問題和性能問題，電機(jī)體積要相應(yīng)增大，但受到使用環(huán)境的限制，又要求體積小。為解決上述矛盾，通風(fēng)冷卻成為直線電機(jī)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵問題。

2 大推力扁平型直線電機(jī)類型

牽引軌道交通車輛用大推力扁平型直線電機(jī)有兩種，一種是自然冷卻，一種是強(qiáng)迫冷卻。自然冷卻是通過自然風(fēng)對電機(jī)進(jìn)行冷卻，強(qiáng)迫冷卻是用風(fēng)機(jī)作為風(fēng)源，通過特定冷卻結(jié)構(gòu)，對直線電機(jī)進(jìn)行冷卻。目前國際上，日本采用自然冷卻形式，加拿大采用強(qiáng)迫風(fēng)冷形式，國內(nèi)無此技術(shù)。

3 研發(fā)目的

研發(fā)的目的是提供一種強(qiáng)迫風(fēng)冷、推力大、體積小、重量輕、效率高、溫升低的強(qiáng)迫風(fēng)冷大推力扁平型三相直線異步電動機(jī)。

4 技術(shù)效果

（1）電機(jī)設(shè)計(jì)為強(qiáng)迫風(fēng)冷，體積小，重量輕，推力大。

（2）鐵芯上部有散熱片，增加散熱面積，有利于散熱，冷卻效果好，降低電機(jī)溫升。

（3）繞組為成型繞組，導(dǎo)線截面積大，負(fù)荷電流大，推力大。在大沖擊電磁力下，耐沖擊力強(qiáng)，絕緣不易損壞。

（4）冷卻系統(tǒng)結(jié)構(gòu)緊湊，占用空間少，風(fēng)道結(jié)構(gòu)合理，風(fēng)流動通暢，冷卻效果好。

（5）電機(jī)設(shè)計(jì)得結(jié)構(gòu)緊湊，占用空間?。话惭b可靠，拆卸方便。

（6）電機(jī)用三點(diǎn)吊裝式與車體連接，減少了電機(jī)與車輛的連接點(diǎn)，結(jié)構(gòu)簡單，使車輛在行走時(shí)電機(jī)受力均勻。

5 強(qiáng)迫風(fēng)冷直線電機(jī)工作原理

如圖1、圖2所示，一種強(qiáng)迫風(fēng)冷大推力扁平型三相直線異步電動機(jī)，由初級和次級組成，初級由初級鐵芯4以及位于初級鐵芯4內(nèi)的繞組17、冷卻系統(tǒng)由風(fēng)機(jī)6、充氣室7、端部風(fēng)室18、側(cè)擋風(fēng)板8構(gòu)成，充氣室7上部安裝兩臺風(fēng)機(jī)6，充氣室7兩側(cè)分別連接端部風(fēng)室18，充氣室7與端部風(fēng)室18連通并形成氣流通道，該通道到達(dá)繞組端部，電機(jī)兩側(cè)安裝側(cè)擋風(fēng)板8，前清障器13固定在前端板12上，后清障器1固定在后端板3上，繞組17通過接線端子2與專用變頻電源連接，次級為長條板形狀，導(dǎo)磁板15焊接在支座16上，導(dǎo)電板14通過螺栓固定在支座16上。充氣室7外兩端上部分別安裝前吊架11、后吊架5，側(cè)擋風(fēng)板8上帶有多排開口向下的出風(fēng)口9。

圖1 強(qiáng)迫風(fēng)冷直線電機(jī)示意圖

圖2 強(qiáng)迫風(fēng)冷直線電機(jī)剖視圖

如圖3 所示，初級鐵芯4是用螺栓將夾板10與沖片19固定為一體，沖片由散熱片和電磁沖片做成一體，散熱齒20為圓頂，散熱槽21為圓底，散熱槽21呈上寬下窄梯形槽形狀。

圖2 強(qiáng)迫風(fēng)冷直線電機(jī)縱向剖視圖

6 結(jié)束語

經(jīng)過實(shí)踐驗(yàn)證，采用本研發(fā)技術(shù)方案牽引的軌道車輛，成本低，隧道斷面可減少約30%，并可大幅度提高列車的牽引效率，降低系統(tǒng)能耗。

采用本技術(shù)方案牽引的軌道車輛，成本低，隧道斷面可減少約30%～50%，將比傳統(tǒng)地鐵節(jié)省資金約7000萬元人民幣/km,并可大幅度提高列車的牽引效率，降低系統(tǒng)能耗。同時(shí)，還具有噪音低、爬坡能力強(qiáng)、轉(zhuǎn)彎半徑小、線路規(guī)劃簡單等優(yōu)點(diǎn)，是一種節(jié)能環(huán)保、動力強(qiáng)勁、轉(zhuǎn)彎靈活的新型軌道交通技術(shù)，具有十分廣闊的應(yīng)用前景，它是傳統(tǒng)輪軌交通的一項(xiàng)重大的技術(shù)創(chuàng)新和未來的發(fā)展趨勢。在現(xiàn)有技術(shù)的基礎(chǔ)上，針對大推力直線電機(jī)軌道車輛的需求進(jìn)行了大膽改進(jìn)，并形成國產(chǎn)化。研發(fā)強(qiáng)迫風(fēng)冷大推力直線電機(jī)填補(bǔ)了國內(nèi)該項(xiàng)技術(shù)的空白，并獲得國家發(fā)明專利。