專利名稱：帶有混流風機進行內(nèi)外風路循環(huán)的電機的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及電動汽車動力驅(qū)動系統(tǒng)，尤其涉及電動汽車的牽引系統(tǒng)，具體為一種
帶有混流風機進行內(nèi)外風路循環(huán)的電機。
背景技術：
電動汽車是近幾年興起的一種新能源綠色環(huán)保汽車，以電能為動力源，通過控制器和牽引電機組成的動力牽引系統(tǒng)驅(qū)動汽車行駛。這種汽車和傳統(tǒng)燃油汽車比較起來，具有零排放、無污染、節(jié)能、降耗、環(huán)保等優(yōu)點。電動汽車核心是動力驅(qū)動系統(tǒng)，包括控制器和牽引電機，電動汽車運行方式、運行環(huán)境、技術性能的特殊性決定了其對牽引電機有著特殊要求，電動汽車行駛中灰塵、雨水、風沙的侵襲要求采用高防護等級電機，城市中電動汽車的運行工況決定了電機經(jīng)常頻繁啟停、間隙工作、轉(zhuǎn)速低、扭矩大，此外設計時還要考慮城市上下班高峰期時間段內(nèi)，電機的過載能力是否足夠，過載情況下的可靠性要得到保證；電動汽車運行于城市的各個角落，既有高速運行，也有低速運行，要求電機具有寬的調(diào)速范圍以適應電動汽車高低速運行要求。城市中電動汽車的特殊運行工況要求變頻調(diào)速系統(tǒng)的牽引電機具有調(diào)速范圍寬、過載能力大、峰值功率高、轉(zhuǎn)動慣量小、冷卻散熱系統(tǒng)優(yōu)良、體積小、重量輕、防護等級高等特點。 目前，試用在城市電動汽車調(diào)速系統(tǒng)中的牽引電機主要包括兩種，一種是自通風直流電機、自通風交流電機；另一種為全封閉電機。采用這兩種電機都存在一定的缺陷。
當采用自通風電機時，存在的問題包括自通風電機防護等級低，電機內(nèi)部直接和外部大氣相通，灰塵、雨水、風沙均能夠直接侵襲電機內(nèi)部繞組、軸承等關鍵部件，造成電機使用故障率高、可靠性降低；由于自通風電機內(nèi)部轉(zhuǎn)軸上帶有旋轉(zhuǎn)風扇，城市電動汽車頻繁起動、制動時，電機轉(zhuǎn)速低、電流大，電機內(nèi)部風扇轉(zhuǎn)速低，冷卻效果變差，因此低速散熱問題是自通風電機難以解決的問題。 當采用全封閉電機時，其缺點在于為保障電機的可靠使用，不得不降低電機使用功率與扭矩，增大電機體積與重量，以至于全封閉電機體積大、重量重、散熱效果差、峰值功率和過載能力低、散熱困難。由于采用全密封結(jié)構后，電機內(nèi)部熱源產(chǎn)生的熱量難以有效散發(fā)出去，電機繞組及軸承溫度會很高，而過高的繞組和軸承溫度影響著電機可靠使用，使電機使用壽命縮短，甚至在過載情況下燒毀繞組，全封閉電機內(nèi)部熱量不均勻，存在局部溫度過高，影響著電機的使用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明為了解決現(xiàn)有城市電動汽車牽引電機當采用防護等級低的自通風電機時，存在可靠性低、低速散熱效果不佳的問題；而采用全封閉電機時，存在體積大、重量重、散熱困難、峰值功率和過載能力低等缺陷的問題，提供一種帶有混流風機進行內(nèi)外風路循環(huán)的電機。 本發(fā)明具體采用如下技術方案實現(xiàn)包括機殼、端蓋、內(nèi)部冷卻系統(tǒng)和轉(zhuǎn)子，機殼
3包括兩個法蘭和機座外殼，機座外殼表面沿軸向兩端開有成對風孔，轉(zhuǎn)子非傳動端軸上設 有內(nèi)部離心式風扇，轉(zhuǎn)子鐵心內(nèi)部開有轉(zhuǎn)子通風道，電機非傳動端連接有混流強迫冷卻風 機，機殼的機座外殼上設有U型槽鋼，U型槽鋼密閉罩于機座外殼表面沿軸向所開的成對風 孔上構成機殼內(nèi)風道；機殼外設有風罩，風罩覆蓋U型槽鋼后焊接于機殼的兩個法蘭之間 與機座外殼之間構成機殼外風道；機殼兩個法蘭和電機端蓋對應于機殼外風道處均開設有 風孔。機座外殼外表面設有散熱片。 內(nèi)部離心式風扇、轉(zhuǎn)子通風道、機座外殼表面上的成對風孔、機殼內(nèi)風道組成內(nèi)部 冷卻風路循環(huán)系統(tǒng)(內(nèi)部冷卻系統(tǒng))；外部混流強迫冷卻風機、機殼法蘭和電機端蓋上的風 孔、機殼外風道、散熱片組成外部冷卻風路循環(huán)系統(tǒng)(外部冷卻系統(tǒng))?；炝鲝娖壤鋮s風機 由獨立電源供電。
電機采用雙風路各自獨立冷卻系統(tǒng)，電機內(nèi)部離心式風扇形成的內(nèi)部冷卻系統(tǒng)使
電機內(nèi)部溫度均勻，克服了全封閉電機內(nèi)部溫度不均勻，局部溫度過高的弊端，內(nèi)部冷卻系
統(tǒng)還有利于將電機內(nèi)部熱量帶到機殼，加速內(nèi)部熱量傳導到外部。電機外部獨立強迫冷卻
風機形成的外部冷卻系統(tǒng)保證電機在任何轉(zhuǎn)速下均具有優(yōu)良的散熱能力，解決了自通風電
機在電機轉(zhuǎn)速低時散熱能力差的問題，更加適應電動汽車頻繁啟、停工況，使電動汽車在任
何車速下都能夠提供強勁冷卻風量，有效解決車速低運行時電機發(fā)熱嚴重的問題?；炝鲝?br> 迫冷卻風機的存在，大大提高了全封閉電機的散熱能力，使電機功率與扭矩、過載能力、峰
值功率相比普通全封閉電機更好，而體積與重量相比普通全封閉電機更小。 機座外殼外表面分布著散熱片，散熱片的作用是增大電機表面的散熱面積，有利
于電機熱量散發(fā)，散熱片還起著加強筋的作用，使電機機殼較薄時具有較高的整體強度，從
而降低了整機重量。本裝置結(jié)構有利于冷卻風沿著整個電機通風道吹拂風道內(nèi)的散熱片，
更好地帶走電機表面的熱量，從而有利于電機內(nèi)部熱量的散發(fā)。 與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明提供的帶有混流風機進行內(nèi)外風路循環(huán)的電機具有以下 的有益效果，即: 1、本裝置電機防護能力強、可靠性高、故障率低，完全滿足電動汽車對運行環(huán)境的 使用要求； 2、電機通風散熱能力高效，可以做到大轉(zhuǎn)矩、大功率、高啟動轉(zhuǎn)矩、高峰值功率和 過載倍數(shù)滿足電車峰值工況使用要求； 3、散熱能力優(yōu)異，比較起來本裝置電機體積小、重量輕，可以滿足電動汽車對低地 板化、輕量化的要求。


圖1為本發(fā)明所述帶有混流風機進行內(nèi)外風路循環(huán)的電機的結(jié)構示意圖； 圖2為本發(fā)明所述的內(nèi)部冷卻風路的示意圖； 圖3為本發(fā)明所述的外部冷卻風路的示意圖； 圖4為本發(fā)明所述電機的傳動端出風口位置示意圖； 圖5為本發(fā)明所述電機的混流強迫冷卻風機端的進風口位置示意圖； 圖6為圖1的A-A剖視圖。 圖中1-法蘭，2-風罩，3-散熱片，4-機座外殼，5-端蓋，6-機殼外風道，7_混流強迫冷卻風機，8-轉(zhuǎn)子通風道，9-離心式風扇，10-定子，11-轉(zhuǎn)子，12-機殼內(nèi)風道，13-U型槽鋼，14-成對風孔、15-風孔，a-出風口 ， b-進風口 。
具體實施例方式
帶有混流風機進行內(nèi)外風路循環(huán)的電機，包括機殼、端蓋5、內(nèi)部冷卻系統(tǒng)和轉(zhuǎn)子ll，機殼包括兩個法蘭1和機座外殼4，機座外殼4表面沿軸向兩端開有成對風孔14，轉(zhuǎn)子11非傳動端軸上設有內(nèi)部離心式風扇9，轉(zhuǎn)子11鐵心內(nèi)部開有轉(zhuǎn)子通風道8，電機非傳動端連接有混流強迫冷卻風機7，機殼的機座外殼4上設有U型槽鋼13， U型槽鋼13密閉罩于機座外殼4表面沿軸向所開的成對風孔14上構成機殼內(nèi)風道12 ;機殼外設有風罩2，風罩2覆蓋U型槽鋼13后焊接于機殼的兩個法蘭1之間與機座外殼4之間構成機殼外風道6 ;機殼兩個法蘭1和電機端蓋5對應于機殼外風道6處均開設有風孔15。機座外殼4外表面設有散熱片3。 內(nèi)部離心式風扇9、轉(zhuǎn)子通風道8、機座外殼4表面上的成對風孔14、機殼內(nèi)風道12組成內(nèi)部冷卻風路循環(huán)系統(tǒng)(內(nèi)部冷卻系統(tǒng))；外部混流強迫冷卻風機7、機殼法蘭和電機端蓋上的風孔15、機殼外風道6、散熱片3組成外部冷卻風路循環(huán)系統(tǒng)(外部冷卻系統(tǒng))。
如圖1所示，機座外殼4和兩端法蘭1組焊成整體，電機兩端端蓋5安裝固定在兩端法蘭1上，電機定子10則套在機座外殼4內(nèi)筒內(nèi)，風罩2與機座外殼4焊接在兩端法蘭1之間，混流強迫冷卻風機7固定安裝在電機非傳動端，散熱片3焊接在機座外殼4的外壁上。由混流強迫冷卻風機7、機殼法蘭和電機端蓋上的風孔15、機殼外風道6、散熱片3構成電機外部冷卻系統(tǒng)，混流強迫冷卻風機7起的作用是直接將大氣內(nèi)的空氣吹進機殼外風道6，冷卻風沿著進風口 a、機殼外風道6吹散熱片3，經(jīng)熱交換后，被加熱的冷卻風從出風口b流進大氣進行散熱；散熱片3的作用是增大電機機殼表面散熱面積，有利于熱量傳導到風道冷卻風內(nèi)，散熱片3同時還增強了機殼整體強度，使機殼可以采用薄壁圓筒，從而降低了整機重量。由內(nèi)部離心式風扇9、轉(zhuǎn)子通風道8、機座外殼4表面上的成對風孔14、機殼內(nèi)風道12組成內(nèi)部冷卻系統(tǒng)，且由于機殼內(nèi)風道采用封閉結(jié)構，所以內(nèi)部冷卻系統(tǒng)是獨立的，和外界大氣完全隔絕，能夠有效隔絕外部灰塵、雨水、風沙等不良環(huán)境對電機內(nèi)部部件的侵襲，保證電機具有高可靠性、低故障率、低維護性，解決了自通風電機應用在電車領域存在的防護性差問題。當電機轉(zhuǎn)動時，內(nèi)部離心式風扇9扇動內(nèi)部空氣流動，內(nèi)部冷卻風沿著內(nèi)部離心式風扇9、轉(zhuǎn)子通風道8、機座外殼4表面上的成對風孔14、機殼內(nèi)風道12流動，使電機內(nèi)部溫度均勻，被加熱的內(nèi)部冷卻風流動時促進了電機內(nèi)部熱量向外殼傳導。
同時，本發(fā)明中所述的內(nèi)、外冷卻系統(tǒng)結(jié)構，由機殼、風罩2、散熱片3、法蘭1等部件焊接組成，該結(jié)構也可鑄造成形。 經(jīng)過電動汽車試運行，電機樣機經(jīng)試驗驗證防護能力強、可靠性高、扭矩與功率大、體積小、重量輕、峰值與過載能力大，冷卻散熱能力優(yōu)異。本發(fā)明，結(jié)構實現(xiàn)起來簡單可行，工藝可操作性強，并且有效解決了傳統(tǒng)自通風電機和全封閉電機存在的技術弊端。
權利要求
帶有混流風機進行內(nèi)外風路循環(huán)的電機，包括機殼、端蓋(5)、內(nèi)部冷卻系統(tǒng)和轉(zhuǎn)子(11)，機殼包括兩個法蘭(1)和機座外殼(4)，機座外殼(4)表面沿軸向兩端開有成對風孔(14)，轉(zhuǎn)子(11)非傳動端軸上設有內(nèi)部離心式風扇(9)，轉(zhuǎn)子(11)鐵心內(nèi)部開有轉(zhuǎn)子通風道(8)，其特征在于電機非傳動端連接有混流強迫冷卻風機(7)，機殼的機座外殼(4)上設有U型槽鋼(13)，U型槽鋼(13)密閉罩于機座外殼(4)表面沿軸向所開的成對風孔(14)上構成機殼內(nèi)風道(12)；機殼外設有風罩(2)，風罩(2)覆蓋U型槽鋼(13)后焊接于機殼的兩個法蘭(1)之間與機座外殼(4)之間構成機殼外風道(6)；機殼兩個法蘭(1)和電機端蓋(5)對應于機殼外風道(6)處均開設有風孔(15)。
2. 如權利要求1所述的帶有混流風機進行內(nèi)外風路循環(huán)的電機，其特征在于機座外 殼(4)外表面設有散熱片(3)。
全文摘要
本發(fā)明涉及電動汽車動力驅(qū)動系統(tǒng)，具體為一種帶有混流風機進行內(nèi)外風路循環(huán)的電機。解決了現(xiàn)有電動汽車采用自通風電機時，存在可靠性低、低速散熱效果不佳的問題；而采用全封閉電機時，存在體積大、散熱困難、峰值功率和過載能力低的問題，包括機殼、端蓋、內(nèi)部冷卻風路和轉(zhuǎn)子，電機非傳動端軸上設有混流強迫冷卻風機，機殼的機座外殼上設有U型槽鋼密閉罩于成對風孔上構成機殼內(nèi)風道；機殼外設有風罩，風罩覆蓋U型槽鋼后焊接于兩個法蘭之間與機座外殼之間構成機殼外風道；機殼兩個法蘭和電機端蓋對應于機殼外風道處均開設有風孔。本裝置能很好的保護電機內(nèi)部不受灰塵和雨水的侵襲，也能保證散熱和較小的體積和重量要求。
文檔編號H02K5/20GK101789649SQ20101014495
公開日2010年7月28日 申請日期2010年4月9日 優(yōu)先權日2010年4月9日
發(fā)明者李剛, 梁培志, 程衛(wèi)東, 賈兆雄, 霍向飛 申請人:永濟新時速電機電器有限責任公司