液冷式電動機制造技術

根據技術方案，液冷式的電動機具備：殼體(11)；轉子(20)，旋轉自在地設于殼體內；定子(30)，在殼體內具備在上述轉子鐵芯的外周隔有間隙地相對配置的圓筒狀的定子鐵芯；冷卻部(40)，以覆蓋定子鐵芯的外周的方式被配置成呈環狀，使液體制冷劑流動；第1開口(42a)和第2開口(42b)，在隔著上述定子鐵芯的軸向兩側，分別設于上述殼體；通風管道(44)，設于殼體的外側，連接第1開口和第2開口；轉子風扇(46)，被安裝在轉子的旋轉軸上，用于使內部空氣通過轉子鐵芯的貫穿部、轉子鐵芯與定子鐵芯的間隙和通風管道地循環；熱交換器(50)，在通風管道中利用液體制冷劑冷卻內部空氣；以及冷卻系統，向冷卻部和熱交換器供給液體制冷劑。

【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】
在此所述的技術方案涉及液冷式的電動機以及具備其的鐵道車輛。
技術介紹
以往，提出有使冷卻液流通于被配置在定子外周的液冷冷卻部而進行冷卻的液冷式的電動機。在該電動機中，主要通過經由了定子鐵芯的熱傳導將因向定子的繞組的通電、鐵芯內的渦電流產生的熱引導到被配置在定子外周的液冷冷卻部而進行冷卻。此外，來自定子的熱的一部分暫時向電動機的內部空氣放熱，通過框架內周等傳遞到液冷冷卻部，或者向外部空氣放熱。若電動機是感應電動機，則會由轉子產生二次導體發熱，該熱的一部分向內部空氣放熱，剩下的部分通過經由了旋轉軸等的熱傳導向框架傳遞，向液冷冷卻部或外部空氣放熱。先行技術文獻專利文獻專利文獻1:日本特開平8 - 237904
技術實現思路
專利技術要解決的課題可是，在由于電動機的大輸出化而發熱量增大的情況下，有可能因冷卻性能不足而使定子繞組的絕緣材等超過耐用溫度。此外，框架或旋轉軸、軸承等自身不發熱的(或發熱量小的)構件的、容易接受來自發熱構件的熱傳導或來自內部空氣的傳熱的部分也成為高溫。此時，例如也有可能超過軸承潤滑劑等的耐用溫度。本專利技術是為了解決上述的課題而提出的，其目的在于提供一種能夠高效地冷卻伴隨著大輸出化的發熱量的液冷式的電動機。用于解決課題的手段根據技術方案，液冷式的電動機具備:殼體；轉子，具備:旋轉軸，在上述殼體內延伸，并被軸承支承成相對于上述殼體旋轉自如；轉子鐵芯，被固定在上述旋轉軸上；以及貫穿部，沿軸向貫穿上述轉子鐵芯地延伸；定子，具備:圓筒狀的定子鐵芯，在上述殼體內，在上述轉子鐵芯的外周隔有間隙地相對配置；以及定子繞組，被安裝在上述定子鐵芯上；冷卻部，以覆蓋上述定子鐵芯的外周的方式被配置成呈環狀，使液體制冷劑流動；第1開口和第2開口，在上述殼體上的、隔著上述定子鐵芯的定子鐵芯的軸向兩側，分別設于上述殼體；通風管道，設于上述殼體的外側，連接上述第1開口和第2開口 ；轉子風扇，在上述旋轉軸上與該旋轉軸一體旋轉自如地被安裝，用于使內部空氣通過上述轉子鐵芯的貫穿部、上述轉子鐵芯與定子鐵芯的間隙和上述通風管道地循環；熱交換器，在上述通風管道中利用液體制冷劑冷卻內部空氣；以及冷卻系統，向上述冷卻部和熱交換器供給液體制冷劑。【附圖說明】圖1是表示第1實施方式的液冷式電動機的立體圖。圖2是第1實施方式的電動機的縱剖視圖。圖3是表示設于上述電動機的殼體本體的外側的通風管道和熱交換器的立體圖。圖4是沿著圖3的線A — A的通風管道和熱交換器的剖視圖。圖5是概略地表示上述電動機中的液體制冷劑的流動的圖。圖6是表示變形例的液冷式電動機的立體圖。圖7是表示第2實施方式的液冷式的電動機的縱剖視圖。圖8是表示第3實施方式的液冷式的電動機的縱剖視圖。圖9是表示第4實施方式的液冷式的電動機的立體圖。圖10是表示第4實施方式的液冷式的電動機的縱剖視圖。圖11是概略地表示上述電動機中的液體制冷劑的流動的圖。圖12是具有第5實施方式的液冷式電動機的鐵道車輛的剖視圖。圖13是具有第6實施方式的液冷式電動機的鐵道車輛的剖視圖。圖14是具有第7實施方式的液冷式電動機的鐵道車輛的剖視圖。圖15是表示上述第5?第7實施方式中的、電動機的設置結構的剖視圖。【具體實施方式】以下，參照【附圖說明】各種實施方式的液冷式的電動機。另外，在所有實施方式中，對于通用的結構標注相同的附圖標記，省略重復的說明。此外，各圖是實施方式及為了促進其理解的示意圖，其形狀、寸法、比率等有時與實際不同，參照以下的說明和公知的技術，能夠適宜地進行設計變更。(第1實施方式)圖1是第1實施方式的液冷式電動機的概略形狀的立體圖、圖2是第1實施方式的液冷式電動機的縱剖視圖。如圖1和圖2所示，液冷式電動機10具備內部被密閉了的殼體(外側框架)11。殼體11例如具有筒狀的殼體本體(框架)12和閉塞殼體本體12的兩端的第1端壁14和第2端壁16。在第1端壁14的中央部埋入有第1軸承13。在第2端壁16的中央部埋入有第2軸承15。在殼體11內收納有轉子20、定子30、冷卻部40和轉子風扇(送風風扇)46等。旋轉軸18貫穿殼體11。轉子20具有旋轉軸18和同軸地被安裝在該旋轉軸18的中心部的圓筒形狀的轉子鐵芯21。旋轉軸18的兩端部旋轉自如地被第1軸承13和第2軸承15支承。由此，旋轉軸18在殼體11內同軸地延伸。旋轉軸18的驅動側端部(輸出端)18a延伸到機外，經由驅動齒輪裝置(未圖示)等輸出驅動力。轉子鐵芯21通過層疊多張由磁性材例如硅鋼板形成的環狀的金屬板而被構成。轉子鐵芯21以由被安裝在旋轉軸18上的一對鐵芯壓板24a、24b從軸向兩側面夾持的方式被支承。鐵芯壓板24a、24b形成為環狀。在轉子鐵芯21的內周部和鐵芯壓板24a、24b上，分別形成有沿軸向貫穿轉子鐵芯21的至少1個這里為多個的通風孔(貫穿部)26。定子30具有圓筒形狀的定子鐵芯32。定子鐵芯32在轉子鐵芯21的外周隔有間隙地相對配置，隔著后述的冷卻部被安裝在殼體本體12的內周面。定子鐵芯32和轉子鐵芯21與殼體本體12同軸地配置。定子鐵芯32通過層疊多張由磁性材例如硅鋼板形成的環狀的金屬板而被構成。在定子鐵芯32的內周部形成有分別沿軸向延伸的多個狹槽，且在這些狹槽中埋入有定子線圈(定子繞組)34。定子線圈34的線圈端34b從定子鐵芯32的兩端面沿軸向伸出。由定子鐵芯32和定子線圈34構成定子30。如圖2所示，以覆蓋定子鐵芯32的外周的方式配置有環狀的液冷冷卻部40。冷卻部40例如由扁平的圓筒形狀的中空配管構成，能夠使制冷劑在其內部流動。液冷冷卻部40與定子鐵芯32的外周面和殼體本體12的內周面嵌合。如圖4所不，液冷冷卻部40的圓周方向的一端40a延伸到殼體本體12的外部。液冷冷卻部40的圓周方向的另一端40b在一端40a的附近延伸到殼體本體12的外部，與后述的熱交換器50連通。圖3是表示設于殼體本體的外側的通風管道和熱交換器的立體圖，圖4是沿著圖3的線A — A的通風管道和熱交換器的剖視圖。如圖2?圖4所示，在通風管道44內配置有用于在該通風管道44內流動的內部空氣流與冷卻液流之間進行熱交換的熱交換器50。熱交換器50使用適于氣體、液體間的熱交換的類型、例如帶翅片的管等。在本實施方式中，熱交換器50具有多個板狀的翅片52、和貫穿通風管道44和翅片52地延伸且能夠供制冷劑流通的冷卻管54。翅片52在通風管道44內立設在殼體本體12的外周面上，并且分別沿著內部空氣的流通方向、即通風管道44的長度方向延伸。冷卻管54沿著通風管道44的寬度方向延伸并大致正交地貫穿各翅片52。在本實施方式中，冷卻管54的流出側端與液冷冷卻部40的另一端40b連通。此外，另一端40b連接于后述的冷卻液循環系統(配管)68。如圖1?圖3所示，第1開口(流入口)42a和第2開口(流出口)42b貫穿形成在殼體本體12上。第1開口 42a和第2開口 42b隔著定子鐵芯3逐個地設于定子鐵芯的軸向兩側。此外，在殼體本體12的外側、這里是外周面上配置有通風管道44。通風管道44沿著殼體本體12的軸向延伸并連接第1開口 42a和第2開口 42b。如圖2所示，在殼體11內，在旋轉軸18上安裝有轉子風扇46，能夠與旋轉軸18 —體地旋轉。在本實施方式中，作本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種液冷式的電動機，其特征在于，該液冷式的電動機具備：殼體；轉子，具備：旋轉軸，在上述殼體內延伸，并被軸承支承成相對于上述殼體旋轉自如；轉子鐵芯，被固定在上述旋轉軸上；以及貫穿部，沿軸向貫穿上述轉子鐵芯地延伸；定子，具備：圓筒狀的定子鐵芯，在上述殼體內，在上述轉子鐵芯的外周隔有間隙地相對配置；以及定子繞組，被安裝在上述定子鐵芯上；冷卻部，以覆蓋上述定子鐵芯的外周的方式被配置成呈環狀，使液體制冷劑流動；第1開口和第2開口，在上述殼體上的、隔著上述定子鐵芯的定子鐵芯的軸向兩側，分別設于上述殼體；通風管道，設于上述殼體的外側，連接上述第1開口和第2開口；轉子風扇，在上述旋轉軸上與該旋轉軸一體旋轉自如地被安裝，用于使內部空氣通過上述轉子鐵芯的貫穿部、上述轉子鐵芯與定子鐵芯的間隙和上述通風管道地循環；熱交換器，在上述通風管道中利用液體制冷劑冷卻內部空氣；以及冷卻系統，向上述冷卻部和熱交換器供給液體制冷劑。

【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】

【專利技術屬性】
技術研發人員：伊藤曉，小山泰平，野田伸一，松下真琴，長谷部壽郎，前田芳宏，
申請(專利權)人：株式會社東芝，
類型：發明
國別省市：日本;JP