一种拖拉机交流电传动系统用异步发电机的制作方法

本发明涉及交流电传动系统技术，具体为一种拖拉机交流电传动系统用异步发电机。

背景技术：

国内交流电传动系统在近年得到了迅猛发展，为其配套的同步发电机通过技术引进再创新建立了自己的技术平台，其广泛应用在内燃机车、大型矿用自卸车、围网渔船等领域。然而交流同步发电机包含有励磁机或滑环等励磁单元，其体积较同功率异步发电机较大，为节约成本及节省车上空间，用异步发电机代替同步发电机已经被业内接受。国内外大公司均投入大量资源进行此类异步发电机的研发。在交流电传动系统领域，由异步发电机代替同步发电机存在巨大的市场前景。

现有技术中，有刷同步发电机的技术方案如图3所示，其结构特点如下：

a. 磁极铁心由冲片叠制而成,中间穿有拉杆,与两端的磁极压板用螺栓紧固成一个整体。磁极线圈由扁铜线绕制而成。磁极有铁心和线圈两部分,铁心与线圈间所有间隙被绝缘物填充,成为磁极一体化结构。磁极用特制高强度螺栓紧固在磁轭上；

b. 转子磁极绕组通过滑环刷架系统与外部连接，励磁电流为外部电源提供的直流电。可以根据发电机负荷的变化相应的调整励磁电流，维持电机输出电压为给定值；

c. 在发电机内部出现故障时，进行灭磁，以减小故障损失程度；

d. 电机转子结构简单，安全系数高，成本较低。

现有技术中，无刷同步发电机的技术方案如图4示，其结构特点如下：

a. 主机转子、旋转整流模块、励磁机转子按能量流通顺序同轴安装；

b. 电机导电部分没有旋转接触，不产生火花，适用于有易燃气体及多粉尘等高危恶劣环境；

c. 无滑动接触部分，可靠性高，维护简单，可长期连续运行；

d. 由于无刷同步发电机是由多级发电机组成，间接控制主发电机励磁功率，控制励磁功率很小，故励磁功率调节装置体积小，发热量低。

现有同步发电机技术方案的缺点：

a.电机包含有励磁机或滑环等励磁单元，其体积较大，成本较高；

b.有刷同步发电机碳刷为磨损件，需定期检查更换，维护成本较高；

c.无刷同步发电机旋转整流模块为易损件，更换率较高；

d.冷却方式采用自扇冷或强迫风冷，电机温升较高，相同体积下功率密度较低。

技术实现要素：

本发明为解决目前拖拉机交流电传动系统使用同步电机存在成本较高且冷却效果不佳的技术问题，提供一种拖拉机交流电传动系统用异步发电机。

本发明是采用以下技术方案实现的：一种拖拉机交流电传动系统用异步发电机，包括电机机座、分别安装在电机机座前后端的前端盖和后端盖、位于机座内腔的主机定子、主机转子和通过两端轴承支撑的转轴；主机定子线圈采用耐电晕熔敷薄膜导线散绕而成，主机转子为鼠笼结构，采用铜导条端环焊接而成；电机采用混合式散热结构：电机机座上加工有平行水道，外部装有水套进行机座水冷；机座内腔中靠近前端盖的位置设有装在转轴上的混流风扇进行自扇风冷。

本发明所述拖拉机交流电传动系统用异步发电机的技术特点：

定子线圈采用耐电晕熔敷薄膜导线散绕而成，从而减小绕组端部尺寸，增加定子槽满率；

转子为鼠笼结构，采用铜导条端环焊接而成，强度高且工艺制作容易实现。转子冲片设有单排轴向通风孔；

电机轴承采用固定+浮动的轴承布置方案；驱动端的深沟球轴承为定位轴承；非驱动端的深沟球轴承为浮动轴承，使用波形弹簧对轴承进行预紧；

电机采用混合式散热结构。电机机座上加工有平行水道，外部装有水套进行机座水冷（水+乙二醇），转轴上装有混流风扇进行自扇风冷；

转轴采用空心轴结构，减轻电机重量，通过可靠性分析，确保其传动能力、变形符合技术要求。

本发明新型异步发电机采用双轴承支撑卧式结构，法兰安装。电机的冷却方式为外壳水冷（水+乙二醇），加转子自扇内冷；为减小绕组端部尺寸，增加定子槽满率，定子线圈采用耐电晕熔敷薄膜导线散绕而成；转子为鼠笼结构，采用铜导条端环焊接而成，两端端盖及机座均为铸造结构，电机两端轴承采用密封球轴承。

本发明方案实施后，在交流电传动系统中由异步发电机代替同步发电机，大大节约了发电机成本及节省车上空间。采用异步发电机，运行可靠，维护简单，减少用户对电机的维护时间及维修费用；缩小了整个交流电传动系统占用的体积及重量，为整车小型化、轻量化提供了可能。本机的研发及运行，为将异步发电机推广应用到交流电传动系统其他领域提供了现实依据。

附图说明

图1本发明所述拖拉机交流电传动系统用异步发电机结构图。

图2电机机座平行水道结构示意图。

图3有刷同步发电机结构示意图。

图4无刷同步发电机结构示意图。

1-前端盖，2-混流风扇，3-O型密封圈，4-水套，5-主机定子，6-主机转子，7-后端盖，8-电机机座，9-平行水道，10-滑环系统，11-刷架系统，12-风扇，13-旋转整流模块，14-励磁机转子，15-励磁机定子。

具体实施方式

环绕电机机座8外壁加工有多个平行水道9，电机机座8外固定套设有水套4，水套4的两端与电机机座8外壁之间通过O型密封圈3实现密封；水套4内壁与平行水道9的槽壁端沿之间留有间隙（确保经进水口进入的冷却液能够流到各个平行水道）；水套4顶部设有与众平行水道9相连通的用于灌注冷却液的进水口，水套4底部设有与众平行水道9相连通的出水口。

1、拖拉机交流电传动系统用异步发电机——电机为三相鼠笼式异步电机，双轴承支撑卧式结构，法兰安装，转轴为空心轴。定子线圈采用耐电晕熔敷薄膜导线散绕而成，定子整体进行真空压力浸漆。转子为鼠笼结构，采用铜导条端环焊接而成，转子冲片设有单排轴向通风孔。两端端盖及机座均为铸造结构，电机两端轴承采用密封球轴承。

2、混合式散热——电机机座上加工有平行水道，外部装有水套，水套与机座通过O型密封圈进行密封。冷却液（水+乙二醇）通过水套顶部进水管喷淋到机座上，通过水套下部出水口自动流出，无需提供额外压力。转轴上装有混流风扇与外界进行热交换，降低鼠笼温度。

具体实施过程：定、转子分别制造完成后进行组装。机座与定子铁心热套后，将定子线圈嵌入铁心中，连线后整体浸漆、烘焙。转轴加工后，在转轴上叠压转子冲片，端环导条焊接采用中频感应焊。安装风扇后转子整体进行动平衡。定转子组装。发电机由柴油机通过花键拖动发电，发出的三相交流电经整流逆变后驱动电动机旋转为整车提供动力。