强迫风冷大推力扁平型三相直线异步电动机研发

宋文芳

（哈尔滨泰富电气有限公司，黑龙江 哈尔滨150060）

1 前言

目前大推力扁平型直线电机由于采用自然风冷，通风效果差，体积大，不能满足各个行业的需要,而且该电机功率大，发热量高，考虑到散热问题和性能问题，电机体积要相应增大，但受到使用环境的限制，又要求体积小。为解决上述矛盾，通风冷却成为直线电机设计的关键问题。

2 大推力扁平型直线电机类型

牵引轨道交通车辆用大推力扁平型直线电机有两种，一种是自然冷却，一种是强迫冷却。自然冷却是通过自然风对电机进行冷却，强迫冷却是用风机作为风源，通过特定冷却结构，对直线电机进行冷却。目前国际上，日本采用自然冷却形式，加拿大采用强迫风冷形式，国内无此技术。

3 研发目的

研发的目的是提供一种强迫风冷、推力大、体积小、重量轻、效率高、温升低的强迫风冷大推力扁平型三相直线异步电动机。

4 技术效果

（1）电机设计为强迫风冷，体积小，重量轻，推力大。

（2）铁芯上部有散热片，增加散热面积，有利于散热，冷却效果好，降低电机温升。

（3）绕组为成型绕组，导线截面积大，负荷电流大，推力大。在大冲击电磁力下，耐冲击力强，绝缘不易损坏。

（4）冷却系统结构紧凑，占用空间少，风道结构合理，风流动通畅，冷却效果好。

（5）电机设计得结构紧凑，占用空间小；安装可靠，拆卸方便。

（6）电机用三点吊装式与车体连接，减少了电机与车辆的连接点，结构简单，使车辆在行走时电机受力均匀。

5 强迫风冷直线电机工作原理

如图1、图2所示，一种强迫风冷大推力扁平型三相直线异步电动机，由初级和次级组成，初级由初级铁芯4以及位于初级铁芯4内的绕组17、冷却系统由风机6、充气室7、端部风室18、侧挡风板8构成，充气室7上部安装两台风机6，充气室7两侧分别连接端部风室18，充气室7与端部风室18连通并形成气流通道，该通道到达绕组端部，电机两侧安装侧挡风板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，绕组17通过接线端子2与专用变频电源连接，次级为长条板形状，导磁板15焊接在支座16上，导电板14通过螺栓固定在支座16上。充气室7外两端上部分别安装前吊架11、后吊架5，侧挡风板8上带有多排开口向下的出风口9。

图1 强迫风冷直线电机示意图

图2 强迫风冷直线电机剖视图

如图3 所示，初级铁芯4是用螺栓将夹板10与冲片19固定为一体，冲片由散热片和电磁冲片做成一体，散热齿20为圆顶，散热槽21为圆底，散热槽21呈上宽下窄梯形槽形状。

图2 强迫风冷直线电机纵向剖视图

6 结束语

经过实践验证，采用本研发技术方案牵引的轨道车辆，成本低，隧道断面可减少约30%，并可大幅度提高列车的牵引效率，降低系统能耗。

采用本技术方案牵引的轨道车辆，成本低，隧道断面可减少约30%～50%，将比传统地铁节省资金约7000万元人民币/km,并可大幅度提高列车的牵引效率，降低系统能耗。同时，还具有噪音低、爬坡能力强、转弯半径小、线路规划简单等优点，是一种节能环保、动力强劲、转弯灵活的新型轨道交通技术，具有十分广阔的应用前景，它是传统轮轨交通的一项重大的技术创新和未来的发展趋势。在现有技术的基础上，针对大推力直线电机轨道车辆的需求进行了大胆改进，并形成国产化。研发强迫风冷大推力直线电机填补了国内该项技术的空白，并获得国家发明专利。