用于柴油机-电力机车的混合牵引电动机转子制造技术

本发明专利技术涉及一种牵引电动机，其可以包括定子和可旋转地安装在所述定子内的转子。所述转子可以包括圆筒形芯部，其具有顶面、底面和延伸穿过所述圆筒形芯部的多个接纳孔。所述转子还可以包括多个铜棒，其各自插入所述圆筒形芯部的相应一个所述接纳孔内并具有延伸超过所述圆筒形芯部的所述顶面和所述底面的末端。所述转子还可以包括在所述铜棒的所述末端周围铸造的铝质端环。所述牵引电动机可以具有适合供柴油机‑电力机车使用的尺寸和功率范围。

Hybrid traction motor rotor for diesel electric locomotive

The invention relates to a traction motor which includes a stator and a rotor rotatably mounted in the stator. The rotor may include a cylindrical core having a top surface, a bottom surface and a plurality of receiving holes extending through the cylindrical core portion. The rotor may also include a plurality of copper rods, the cylindrical core is inserted into the corresponding one of the receiving hole and extends beyond the cylindrical core of the top surface and the bottom surface of the end. The rotor can also include around the end of the copper casting aluminum end ring. The traction motor can be suitable for diesel electric locomotive used in size and power range.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术总体涉及用于柴油机-电力机车的牵引电动机，更具体地涉及用于由节省成本的金属构件形成的柴油机-电力机车的牵引电动机转子。
技术介绍
柴油机-电力机车使用柴油发动机来驱动交流(AC)发电机或直流(DC)发电机。AC交流发电机或DC发电机的动力输出用于为牵引电动机提供动力，所述牵引电动机又向车轮提供推进动力以使列车移动。一个牵引电动机可以经齿轮驱动装置驱动机车的各车轴。具体地，每个牵引电动机都可以驱动与车轴上的较大齿轮啮合的小齿轮的旋转以提供期望的齿轮减速。用于柴油机-电力机车中的牵引电动机可以是包括环形定子的AC感应电动机，圆柱形的转子可旋转地设置在所述环形定子的内部。在“鼠笼式”结构中，转子可以包括沿转子的长度设置的多个导电棒。定子可以包括在电力供给至定子时产生旋转磁场的电磁体环，并且旋转磁场可以引起转子的旋转和电流沿转子的导电棒的流动。在用于柴油机车的AC感应型牵引电动机中使用的转子还可以包括金属质端环，其用于机械地约束转子中的导电棒以及将导电棒电连接。由于铜的良好导电特性，目前用于这些转子的设计可以使用铜棒作为导电棒并使用铜质端环。特别地，铜质端环可被硬焊在铜棒上以机械地固定转子的结构。然而，由于铜比其它金属昂贵、诸如银铜合金的昂贵的硬焊材料的使用以及柴油机-电力机车应用所需的牵引电动机的自重和数量，这些转子设计的制造成本可能高。美国专利号US 8,701,270公开了具有与用于电动机的铜棒接合的铝基
端环的鼠笼式转子。特别地，铝基端环通过铸造工艺与铜棒接合，且与端环接合的铜棒的端部被涂覆以铝合金以减小铜棒与铝质端环之间的电阻。尽管有效，但依然需要可应用于柴油机-电力机车应用的牵引电动机转子设计的进一步改进。显然，存在对用于柴油机-电力机车应用的牵引电动机的改进设计的需求。
技术实现思路
根据本专利技术的一方面，公开了一种牵引电动机。所述牵引电动机可以包括定子和可旋转地安装在所述定子内的转子。所述转子可以包括圆筒形芯部，其具有顶面、底面和延伸穿过所述圆筒形芯部的多个接纳孔。所述转子还可以包括多个铜棒，其各自插入所述圆筒形芯部的相应的一个所述接纳孔内。所述铜棒可以具有突出超过所述圆筒形芯部的所述顶面和所述底面的末端。另外，所述转子还可以包括在所述铜棒的所述末端周围铸造的铝质端环。所述牵引电动机可以具有适合供柴油机-电力机车使用的尺寸和功率范围。根据本专利技术的另一方面，公开了一种柴油机-电动机。所述柴油机-电动机可以包括柴油发动机、由所述柴油发动机提供动力的交流发电机、与所述柴油发动机和所述交流发电机操作性地相关联的多个车轮、和驱动所述车轮的旋转的多个车轴。所述柴油机-电力机车还可以包括由所述交流发电机提供动力并且构造成驱动所述车轴的旋转的牵引电动机。每个所述牵引电动机都可以与相应一个所述车轴相关联并且可以包括定子和位于定子内侧的转子。所述转子可以包括圆筒形芯部和多个铜棒，所述圆筒形芯部具有中心孔和围绕所述中心孔周向地设置的多个接纳孔，所述铜棒各自插入相应一个所述接纳孔内。所述铜棒可以具有从所述圆筒形芯部的对向端部伸出的第一末端和第二末端。所述转子还可以包括在所述铜棒的各所述第一末端和第二末端周围铸造的铝质端环。根据本专利技术的另一方面，公开了一种制作用于柴油机-电力机车的牵引
电动机转子的方法。所述方法可以包括形成多个铜棒，以及通过将所述多个铜棒中的每个铜棒插入圆筒形芯部的轴向地延伸的接纳孔内以使得所述铜棒的末端从所述圆柱形芯部的对向端部延伸来组装具有所述圆筒形芯部的所述多个铜棒。所述方法还可以包括在所述铜棒的所述末端周围铸造铝质端环以提供所述牵引电动机转子。本专利技术的这些和其它方面和特征在结合附图阅读时将变得更容易理解。附图说明图1是根据本专利技术的柴油机-电力机车的示意性表示。图2是根据本专利技术构成的与车轴接合的柴油机-电力机车的牵引电动机的截面图。图3是根据本专利技术构成的孤立地示出的图2的牵引电动机的转子的透视图。图4是根据本专利技术构成的孤立地示出的图3的转子的圆筒形芯部的透视图。图5是根据本专利技术构成的与铜棒组装在一起的圆筒形芯部的侧视图。图6是根据本专利技术构成的在铜棒的末端周围铸造铝质端环之后的转子的侧视图。图7是根据本专利技术构成的与图6相似但具有从其中一个铝质端环的顶面突出的冷却翅片的侧视图。图8是根据本专利技术构成的图7的转子的俯视图。图9是根据本专利技术的方法的在制作转子时可以包含的一系列步骤的流程图。具体实施方式现在参照附图，并且具体参照图1，示出了柴油机-电力机车10。机车10可以向列车提供动力并且可以由如以下将更详细地说明的燃烧柴油燃料的内燃发动机12(原动机)、诸如交流(AC)发电机16或DC发电机的发电
机15和牵引电动机18的组合提供动力。柴油机-电力机车10一般可以包括带控制台22的操作室20、承载柴油发动机12和散热器26的车体24、和转向架28，转向架28可以包括车轮30、构造成驱动车轮30的旋转的车轴31、和与各车轴31相关联的牵引电动机18。例如，车体24可以包括六个车轴31，其带有用于驱动车轴的旋转的六个牵引电动机18，但其它数量的车轴和牵引电动机肯定是可行的。例如，在一些布置结构中，机车10可以包括各自都与车轴31相关联的四个或八个牵引电动机18。在运行中，燃料箱32可向发动机12提供柴油材料并且发动机12可以燃烧柴油燃料。AC交流发电机16可以将从发动机12中的燃烧产生的机械能变换为交流电(AC)形式的电能。整流器34可以将由AC交流发电机16产生的交流电变换为直流电(DC)，而逆变器36可以将来自整流器34的DC变换为用于给牵引电动机18提供动力的AC。当由AC提供动力时，牵引电动机18可以驱动其相关联的车轴31的旋转以引起车轮30的旋转。特别地，各牵引电动机18可以驱动与车轴上的较大齿轮(未示出)啮合的小齿轮(未示出)的旋转以提供车轮30处的减速。随着运行期间牵引电动机18处发热，鼓风机38可以对牵引电动机18吹送冷却空气。现在来看图2，孤立地示出了与轴40接合的牵引电动机18。牵引电动机18可以是AC感应电动机并且可以包括静止的定子42，定子42可以具有围绕定子42呈环形分布的电磁体44的环。如图所示，转子46可以可旋转地安装在定子42的内并位于其径向内侧。转子46可以是“鼠笼”型的转子并且可以包括具有构造成接纳直导电棒52的多个接纳孔50的圆筒形芯部48。接纳孔50可以围绕圆筒形芯部48的周缘54呈环形均匀地分布并且可沿芯部48的轴向长度延伸，使得导电棒52在组装有圆筒形芯部48时形成“鼠笼式”结构(还参见图3)。圆筒形芯部48还可以包括可接纳轴40的中心孔56，轴40可以与车轴31或其一部分联接。尽管本领域的普通技术人员会充分理解，但现在将说明牵引电动机18的总体运行。当来自AC交流发电机16的AC从定子42通过时，定子42中的电磁体44可以产生旋转磁场。转子46中的感应磁场可以被吸向定子
42并且可以跟随定子42的旋转磁场旋转。定子42的旋转磁场与转子46的旋转之间的相对运动可在导电棒52中感生电流，该电流引起足以转动所述轴40的力。本文中公开的牵引电动机18具有适合于柴油机-电力机车应用的物理尺寸和功率范围。与可提供在约5本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种牵引电动机，包括：定子；和转子，其旋转地安装在所述定子内并且包括：圆筒形芯部，其具有延伸穿过其中的多个接纳孔，所述圆筒形芯部具有顶面和底面，多个铜棒，每个所述铜棒插入所述圆筒形芯部的相应的一个所述接纳孔内并具有突出超过所述圆筒形芯部的所述顶面和所述底面的末端，和在所述铜棒的末端周围铸造的铝质端环，所述牵引电动机具有适合供柴油机‑电力机车使用的尺寸和功率范围。

【技术特征摘要】
2015.06.03 US 14/729,8281.一种牵引电动机，包括：定子；和转子，其旋转地安装在所述定子内并且包括：圆筒形芯部，其具有延伸穿过其中的多个接纳孔，所述圆筒形芯部具有顶面和底面，多个铜棒，每个所述铜棒插入所述圆筒形芯部的相应的一个所述接纳孔内并具有突出超过所述圆筒形芯部的所述顶面和所述底面的末端，和在所述铜棒的末端周围铸造的铝质端环，所述牵引电动机具有适合供柴油机-电力机车使用的尺寸和功率范围。2.根据权利要求1所述的牵引电动机，其中，所述牵引电动机能够提供在约700马力至约1000马力之间的范围内的功率。3.根据权利要求2所述的牵引电动机，其中，所述牵引电动机重约2000磅。4.根据权利要求1所述的牵引电动机，其中，所述铜棒未被涂覆，可选择地通过浸入弱酸中而被清洁，或可选择地通过在铸造之前刷拭或浸渍来涂布助焊剂，并且其中所述铜棒与所述铝质端环形成直接接触。5.根据权利要求1所述的牵引电动机，其中，每个所述铝质端环包括顶面，并且其中所述铝质端环中的至少一个包括从所述顶面延...

【专利技术属性】
技术研发人员：T·D·斯普赖，
申请(专利权)人：易安迪机车公司，
类型：发明
国别省市：美国;US