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浅谈动车组牵引电机散热

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1研究背景

快速发展的经济和人们日益增长的需求促进了我国高速轨道行业的快速发展。我国地域辽阔人口众多,对于出行的需求量极大,“高速重载成为动车组发展的新方向。而为了满足高速重载的需求,更大功率牵引电机成为首选更换部件。更大功率带来了巨大的牵引力的同时也产生的大量的热量,给牵引电机正常工作带来了压力。本文通过分析动车组牵引电机的结构情况,讨论其散热能力。

2电机结构

牵引传动装置利用交--交传动技术,采用AC25kV接触网供电。牵引电机为三相四极异步牵引电机,牵引工况作为电动机运行,再生制动时作为发电机运行,电机安装有温度传感器和速度传感器,用于测量电子定子的温度和电机的转速,该电机采用风冷的方式进行冷却,额定电压值较高,以适应电机宽调速范围、动车组高速运行的需要。

牵引电机由定子、转子、轴承、端盖等部件组成,定子采用铸造机座加工后套装铁心结构;电机转子为鼠笼结构,由高强度锻造合金钢转轴、绝缘冷轧硅钢板叠压铁心、铜导条鼠笼绕组等部件组成;电机轴承用于承担径向及轴向的作用力,在电机的驱动端采用圆柱滚动轴承、非驱动端采用球滚动轴承。牵引电机如图1所示。

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3电机散热

目前牵引电机的结构形式主要有自通风冷却结构形式、全封闭结构形式、水冷结构形式及油冷结构等方式,而动车组列车多以自通风冷却结构形式为主。

3.1表面层的散热

为了获得更大的散热,牵引电机内部或者外部都会设计一部分肋板或者筋板,用以增大散热面积实现更好的散热效果。图2为某电机的截面图,d处摆放的肋板就是为了电机散热准备的。

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3.2通风散热

通过不断流通的气体带走电机内部的热量,是电机散热的重要方式。牵引电机风机出风口的风量风压均匀性是牵引风道的设计重点,通常可以在风道内部增设导流板来使风量达到均匀分配。而风机风道的材料、结构尺寸、转速功率都对电机散热能力有巨大的影响。布置如图3所示的通风风道,将需求的风量送到指定的位置,对电机散热具有重要意义。

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4结束语

高速动车组列车速度等级以及轴重的提升使得更大功率的电机在不断出现。牵引电机目前采用增大散热面积以及提高风冷能力的方式实现降温,本文针对两种方式进行了介绍。但随着动车组列车速度及轴重的进一步提升,牵引电机热量释放更多,所需要的降温方式也需要进一步更新。

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