強迫風冷大推力扁平型三相直線異步電動機研發

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由于采用自然風冷，通風效果差，體積大，不能滿足各個行業的需要,而且該電機功率大，發熱量高，考慮到散熱問題和性能問題，電機體積要相應增大，但受到使用環境的限制，又要求體積小。為解決上述矛盾，通風冷卻成為直線電機設計的關鍵問題。

2 大推力扁平型直線電機類型

牽引軌道交通車輛用大推力扁平型直線電機有兩種，一種是自然冷卻，一種是強迫冷卻。自然冷卻是通過自然風對電機進行冷卻，強迫冷卻是用風機作為風源，通過特定冷卻結構，對直線電機進行冷卻。目前國際上，日本采用自然冷卻形式，加拿大采用強迫風冷形式，國內無此技術。

3 研發目的

研發的目的是提供一種強迫風冷、推力大、體積小、重量輕、效率高、溫升低的強迫風冷大推力扁平型三相直線異步電動機。

4 技術效果

（1）電機設計為強迫風冷，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，降低電機溫升。

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

（4）冷卻系統結構緊湊，占用空間少，風道結構合理，風流動通暢，冷卻效果好。

（5）電機設計得結構緊湊，占用空間??；安裝可靠，拆卸方便。

（6）電機用三點吊裝式與車體連接，減少了電機與車輛的連接點，結構簡單，使車輛在行走時電機受力均勻。

5 強迫風冷直線電機工作原理

如圖1、圖2所示，一種強迫風冷大推力扁平型三相直線異步電動機，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內的繞組17、冷卻系統由風機6、充氣室7、端部風室18、側擋風板8構成，充氣室7上部安裝兩臺風機6，充氣室7兩側分別連接端部風室18，充氣室7與端部風室18連通并形成氣流通道，該通道到達繞組端部，電機兩側安裝側擋風板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，導磁板15焊接在支座16上，導電板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，側擋風板8上帶有多排開口向下的出風口9。

圖1 強迫風冷直線電機示意圖

圖2 強迫風冷直線電機剖視圖

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 強迫風冷直線電機縱向剖視圖

6 結束語

經過實踐驗證，采用本研發技術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，降低系統能耗。

采用本技術方案牽引的軌道車輛，成本低，隧道斷面可減少約30%～50%，將比傳統地鐵節省資金約7000萬元人民幣/km,并可大幅度提高列車的牽引效率，降低系統能耗。同時，還具有噪音低、爬坡能力強、轉彎半徑小、線路規劃簡單等優點，是一種節能環保、動力強勁、轉彎靈活的新型軌道交通技術，具有十分廣闊的應用前景，它是傳統輪軌交通的一項重大的技術創新和未來的發展趨勢。在現有技術的基礎上，針對大推力直線電機軌道車輛的需求進行了大膽改進，并形成國產化。研發強迫風冷大推力直線電機填補了國內該項技術的空白，并獲得國家發明專利。