永磁同步电动机及应用其的大功率电动矿车制造技术

一种永磁同步电动机及应用其的大功率电动矿车，涉及电动矿车配件技术领域，能够具有效率高、功率因数高、转矩大、最大输出功率高的特点，同时有效降低了设计制造成本，且安全可靠、方便控制。所述永磁同步电动机中，前后轴承均采用内外迷宫封环结构加密封胶垫结构，轴承内圈采用轴承内迷宫封环定位；绝缘轴承可避免感应电流对轴承的电蚀作用，有效防止电流对润滑脂和滚动体、滚道造成的损坏，并有效提高轴承的使用寿命；定子线圈的端部过桥线和主电源引接线采用铜排和牢固的机械固定，有效保证了电机长期使用的可靠性。电机长期使用的可靠性。电机长期使用的可靠性。

【技术实现步骤摘要】
永磁同步电动机及应用其的大功率电动矿车


[0001]本专利技术涉及电动矿车配件
，尤其涉及一种永磁同步电动机及应用其的大功率电动矿车。

技术介绍

[0002]目前，在我国的冶金矿石和露天煤矿、非金属矿石和大型水利水电工地，矿用汽车均得到广泛的应用。大功率电动矿车用永磁同步电动机是适用于大型矿用自卸车的轮对驱动，其主要用于大型露天矿山开采、电力工程、水利建设等，运输大量的矿石和泥土，属于非公路工程车。
[0003]其中，用于轮对驱动的电机类型有直流电动机、交流异步电动机；具体地，直流电动机驱动系统是早期广泛应用最多的技术，与交流异步电动机相比直流电动机体积和重量较大，噪音大，易受电磁干扰，机械特性较软，无法满足大型矿车的要求。近年来，随着永磁电机的技术成熟得到广泛应用，从而推动永磁电机在大功率矿用车的技术进步；永磁同步电动机采用耐高温高性能稀土材料，其效率、功率密度、过载能力、噪音等性能都超过了同体积的交流感应电动机和直流电动机，使其具备有优异的特性，永磁电动机在大功率电动矿车用驱动领域得到产业化应用。
[0004]实际应用中，电动矿车用永磁同步电动机需要适应极端恶劣的环境，我国北方地区的矿区冻土地带的冬季气温都在零下40℃左右；新疆等地区的矿区，常年处于炎热气候，高温超过40℃，在一些矿区环境更为恶劣。然而，在这样的极端环境下，矿用车的工作寿命要达到60000小时以上（约合15
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20年），每年要运输上百万吨的矿石或剥离土方；这些极端苛刻的条件对电动矿车用同步永磁电动机的可靠性、安全性、经济性提出了极高要求，其研制过程涉及结构设计、冶金焊接、电器控制、新材料应用等诸多领域，堪称现代工业技术的精华。因此，目前市场上，仅有少数几家企业能够研制200吨级以上的电动矿车用同步永磁电动机。
[0005]现有技术中，主要有直流电动机驱动系统、交流异步电动机驱动系统、以及永磁同步电动机驱动系统；其中，直流电动机驱动系统，其直流电机设有电刷和换向器，高速和大负荷运行时换向器表面易产生电火花，同时换向器维护困难，很难向大容量、高速度发展，此外电火花会产生电磁干扰，因此不宜在多尘、 潮湿、易燃易爆的环境中使用，同时电机结构限制其体积和质量较大；并且，电火花产生的电磁干扰，对高度电子化的电动汽车来说将是十分不利的。综上所述，随着电子电力技术和控制理论的发展，相对于其它驱动系统而言，直流电动机在电动矿车中的应用已处于劣势，目前已逐渐被淘汰。
[0006]然而，交流异步电动机驱动系统，其效率和功率因数低，运行时必须从电网吸收无功电流来建立磁场，并且控制复杂，易受电机参数及负载变化的影响，同时转子不易散热，导条和端环容易开焊，此外调速性能差，调速范围窄。
[0007]因此，如何提供一种永磁同步电动机及应用其的大功率电动矿车，其能够具有效率高、功率因数高、转矩大、最大输出功率高的特点，同时有效降低了设计制造成本，且安全
可靠、方便控制，已成为本领域技术人员亟需解决的技术问题。

技术实现思路

[0008]本专利技术的目的在于提供一种永磁同步电动机及应用其的大功率电动矿车，其能够具有效率高、功率因数高、转矩大、最大输出功率高的特点，同时有效降低了设计制造成本，且安全可靠、方便控制。
[0009]为达到上述目的，本专利技术采用如下技术方案：一种永磁同步电动机，包括：由花键主轴通过转子键与转子铁心连接而成，且所述转子铁心的两端面用转子压圈压紧所述转子铁心，同时在所述转子铁心的槽内镶嵌有磁钢所构成的转子部件；以及，由定子线圈和定子压圈压紧定子铁心的两端并固定成一体的带绕组定子，且所述带绕组定子安装有带不锈钢外套的温度传感器和温度开关，以对所述带绕组定子的温度进行实时检测；所述花键主轴的前后轴承位置分别装配有前内轴承盖和后内轴承盖，且在所述前内轴承盖和所述后内轴承盖的配合处分别装配有前内迷宫环油封环和后内迷宫环油封环；同时，在所述花键主轴的延伸端热套有前轴承和绝缘轴承作为铁路牵引电机用轴承，且所述前轴承和所述绝缘轴承的外圈具有氧化铝涂层；所述前轴承和所述绝缘轴承的外圈分别装配有前端盖和后端盖，且在所述前端盖和所述后端盖的配合处分别装配有前外迷宫环油封环和后外迷宫环油封环，同时在所述前外迷宫环油封环和所述后外迷宫环油封环的配合位置装配有前外轴承盖和后外轴承盖；所述前端盖和所述后端盖的内侧，并与所述前内轴承盖和所述后内轴承盖的配合面处设有第一密封胶垫进行圆周密封；所述前端盖和所述后端盖的外侧，与所述前外轴承盖和所述后外轴承盖的配合面处设有第二密封胶垫进行圆周密封；所述前外轴承盖和所述后外轴承盖装配有轴承测温元件，且所述轴承测温元件用于实时监控轴承的运行温度；同时，所述前外轴承盖和所述后外轴承盖装配有不停机加油装置。
[0010]实际应用时，所述转子铁心的轭部均匀分布有转子通风孔。
[0011]其中，所述磁钢采用V字型方式进行分布。
[0012]具体地，所述转子压圈的两端对称设置有平衡槽。
[0013]进一步地，所述花键主轴安装有编码器，且所述编码器用于进行测速以实现闭环控制。
[0014]实际应用时，所述定子线圈的直线部分采用220级耐热绝缘处理以对所述定子线圈进行绝缘加强，并采用热膨胀垫条对所述定子线圈的槽底和槽楔底部分别进行垫紧。
[0015]其中，所述定子线圈的一端采用出线端绑扎绳及出线端端箍进行固定，另一端采用非出线端绑扎绳及非出线端端箍进行固定。
[0016]具体地，所述出线端端箍和所述非出线端端箍放置在所述定子线圈前后两端的U字型转弯内部。
[0017]进一步地，所述定子线圈的头尾分别焊接至U相环铜排、V相环铜排和W相环铜排，并按相序分别焊接U相引线铜排、V相引线铜排和W相引线铜排；所述U相环铜排、所述V相环铜排和所述W相环铜排均匀固定，且中间采用绝缘块分
别进行隔离支撑；所述U相引线铜排、所述V相引线铜排和所述W相引线铜排包扎绝缘后引入接线盒内。
[0018]相对于现有技术，本专利技术所述的永磁同步电动机具有以下优势：本专利技术提供的永磁同步电动机中，因矿区环境特殊，则前后轴承均采用内外迷宫封环结构加密封胶垫结构，轴承内圈采用轴承内迷宫封环定位，从而有效加大了轴承端面的接触面，进而有效增加了轴承的可靠性；同时，为适应变频电源在电机运行时，转轴两端之间或轴与轴承之间产生的轴电压，在电机机座等构成回路形成了轴电流，轴电压将使润滑油膜放电击穿形成回路；并且，轴电流局部放电能量释放产生的高温，能够融化轴承内圈、外圈或滚珠上许多微小区域，并形成凹槽，从而产生噪声、振动，若不能及时发现处理将导致轴承失效，对生产带来极大影响，而绝缘轴承可避免感应电流对轴承的电蚀作用，从而有效防止电流对润滑脂和滚动体、滚道造成的损坏，进而有效提高轴承的使用寿命；此外，由于电机功率高，定子电流大，特别是频繁制动和启动瞬间电流变化大，远远高于额定电流，且电机随车承受较大振动和摇晃，定子线圈的端部过桥线和主电源引接线采用铜排和牢固的机械固定，从而有效保证了电机长期本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种永磁同步电动机，其特征在于，包括：由花键主轴通过转子键与转子铁心连接而成，且所述转子铁心的两端面用转子压圈压紧所述转子铁心，同时在所述转子铁心的槽内镶嵌有磁钢所构成的转子部件；以及，由定子线圈和定子压圈压紧定子铁心的两端并固定成一体的带绕组定子，且所述带绕组定子安装有带不锈钢外套的温度传感器和温度开关，以对所述带绕组定子的温度进行实时检测；所述花键主轴的前后轴承位置分别装配有前内轴承盖和后内轴承盖，且在所述前内轴承盖和所述后内轴承盖的配合处分别装配有前内迷宫环油封环和后内迷宫环油封环；同时，在所述花键主轴的延伸端热套有前轴承和绝缘轴承作为铁路牵引电机用轴承，且所述前轴承和所述绝缘轴承的外圈具有氧化铝涂层；所述前轴承和所述绝缘轴承的外圈分别装配有前端盖和后端盖，且在所述前端盖和所述后端盖的配合处分别装配有前外迷宫环油封环和后外迷宫环油封环，同时在所述前外迷宫环油封环和所述后外迷宫环油封环的配合位置装配有前外轴承盖和后外轴承盖；所述前端盖和所述后端盖的内侧，并与所述前内轴承盖和所述后内轴承盖的配合面处设有第一密封胶垫进行圆周密封；所述前端盖和所述后端盖的外侧，与所述前外轴承盖和所述后外轴承盖的配合面处设有第二密封胶垫进行圆周密封；所述前外轴承盖和所述后外轴承盖装配有轴承测温元件，且所述轴承测温元件用于实时监控轴承的运行温度；同时，所述前外轴承盖和所述后外轴承盖装配有不停机加油装置。2.根据权利要求1所述的永磁同步电动机，其特征在于，所述转子铁心的轭部均匀分布有转子通风孔。...

【专利技术属性】
技术研发人员：董强亮，李想，孙宏凯，邓万通，
申请(专利权)人：银川威马电机有限责任公司，
类型：发明
国别省市：