本發(fā)明涉及交流電傳動系統(tǒng)技術，具體為一種拖拉機交流電傳動系統(tǒng)用異步發(fā)電機。

背景技術：

國內交流電傳動系統(tǒng)在近年得到了迅猛發(fā)展，為其配套的同步發(fā)電機通過技術引進再創(chuàng)新建立了自己的技術平臺，其廣泛應用在內燃機車、大型礦用自卸車、圍網(wǎng)漁船等領域。然而交流同步發(fā)電機包含有勵磁機或滑環(huán)等勵磁單元，其體積較同功率異步發(fā)電機較大，為節(jié)約成本及節(jié)省車上空間，用異步發(fā)電機代替同步發(fā)電機已經(jīng)被業(yè)內接受。國內外大公司均投入大量資源進行此類異步發(fā)電機的研發(fā)。在交流電傳動系統(tǒng)領域，由異步發(fā)電機代替同步發(fā)電機存在巨大的市場前景。

現(xiàn)有技術中，有刷同步發(fā)電機的技術方案如圖3所示，其結構特點如下：

a. 磁極鐵心由沖片疊制而成,中間穿有拉桿,與兩端的磁極壓板用螺栓緊固成一個整體。磁極線圈由扁銅線繞制而成。磁極有鐵心和線圈兩部分,鐵心與線圈間所有間隙被絕緣物填充,成為磁極一體化結構。磁極用特制高強度螺栓緊固在磁軛上；

b. 轉子磁極繞組通過滑環(huán)刷架系統(tǒng)與外部連接，勵磁電流為外部電源提供的直流電?？梢愿鶕?jù)發(fā)電機負荷的變化相應的調整勵磁電流，維持電機輸出電壓為給定值；

c. 在發(fā)電機內部出現(xiàn)故障時，進行滅磁，以減小故障損失程度；

d. 電機轉子結構簡單，安全系數(shù)高，成本較低。

現(xiàn)有技術中，無刷同步發(fā)電機的技術方案如圖4示，其結構特點如下：

a. 主機轉子、旋轉整流模塊、勵磁機轉子按能量流通順序同軸安裝；

b. 電機導電部分沒有旋轉接觸，不產(chǎn)生火花，適用于有易燃氣體及多粉塵等高危惡劣環(huán)境；

c. 無滑動接觸部分，可靠性高，維護簡單，可長期連續(xù)運行；

d. 由于無刷同步發(fā)電機是由多級發(fā)電機組成，間接控制主發(fā)電機勵磁功率，控制勵磁功率很小，故勵磁功率調節(jié)裝置體積小，發(fā)熱量低。

現(xiàn)有同步發(fā)電機技術方案的缺點：

a.電機包含有勵磁機或滑環(huán)等勵磁單元，其體積較大，成本較高；

b.有刷同步發(fā)電機碳刷為磨損件，需定期檢查更換，維護成本較高；

c.無刷同步發(fā)電機旋轉整流模塊為易損件，更換率較高；

d.冷卻方式采用自扇冷或強迫風冷，電機溫升較高，相同體積下功率密度較低。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明為解決目前拖拉機交流電傳動系統(tǒng)使用同步電機存在成本較高且冷卻效果不佳的技術問題，提供一種拖拉機交流電傳動系統(tǒng)用異步發(fā)電機。

本發(fā)明是采用以下技術方案實現(xiàn)的：一種拖拉機交流電傳動系統(tǒng)用異步發(fā)電機，包括電機機座、分別安裝在電機機座前后端的前端蓋和后端蓋、位于機座內腔的主機定子、主機轉子和通過兩端軸承支撐的轉軸；主機定子線圈采用耐電暈熔敷薄膜導線散繞而成，主機轉子為鼠籠結構，采用銅導條端環(huán)焊接而成；電機采用混合式散熱結構：電機機座上加工有平行水道，外部裝有水套進行機座水冷；機座內腔中靠近前端蓋的位置設有裝在轉軸上的混流風扇進行自扇風冷。

本發(fā)明所述拖拉機交流電傳動系統(tǒng)用異步發(fā)電機的技術特點：

定子線圈采用耐電暈熔敷薄膜導線散繞而成，從而減小繞組端部尺寸，增加定子槽滿率；

轉子為鼠籠結構，采用銅導條端環(huán)焊接而成，強度高且工藝制作容易實現(xiàn)。轉子沖片設有單排軸向通風孔；

電機軸承采用固定+浮動的軸承布置方案；驅動端的深溝球軸承為定位軸承；非驅動端的深溝球軸承為浮動軸承，使用波形彈簧對軸承進行預緊；

電機采用混合式散熱結構。電機機座上加工有平行水道，外部裝有水套進行機座水冷（水+乙二醇），轉軸上裝有混流風扇進行自扇風冷；

轉軸采用空心軸結構，減輕電機重量，通過可靠性分析，確保其傳動能力、變形符合技術要求。

本發(fā)明新型異步發(fā)電機采用雙軸承支撐臥式結構，法蘭安裝。電機的冷卻方式為外殼水冷（水+乙二醇），加轉子自扇內冷；為減小繞組端部尺寸，增加定子槽滿率，定子線圈采用耐電暈熔敷薄膜導線散繞而成；轉子為鼠籠結構，采用銅導條端環(huán)焊接而成，兩端端蓋及機座均為鑄造結構，電機兩端軸承采用密封球軸承。

本發(fā)明方案實施后，在交流電傳動系統(tǒng)中由異步發(fā)電機代替同步發(fā)電機，大大節(jié)約了發(fā)電機成本及節(jié)省車上空間。采用異步發(fā)電機，運行可靠，維護簡單，減少用戶對電機的維護時間及維修費用；縮小了整個交流電傳動系統(tǒng)占用的體積及重量，為整車小型化、輕量化提供了可能。本機的研發(fā)及運行，為將異步發(fā)電機推廣應用到交流電傳動系統(tǒng)其他領域提供了現(xiàn)實依據(jù)。

附圖說明

圖1本發(fā)明所述拖拉機交流電傳動系統(tǒng)用異步發(fā)電機結構圖。

圖2電機機座平行水道結構示意圖。

圖3有刷同步發(fā)電機結構示意圖。

圖4無刷同步發(fā)電機結構示意圖。

1-前端蓋，2-混流風扇，3-O型密封圈，4-水套，5-主機定子，6-主機轉子，7-后端蓋，8-電機機座，9-平行水道，10-滑環(huán)系統(tǒng)，11-刷架系統(tǒng)，12-風扇，13-旋轉整流模塊，14-勵磁機轉子，15-勵磁機定子。

具體實施方式

環(huán)繞電機機座8外壁加工有多個平行水道9，電機機座8外固定套設有水套4，水套4的兩端與電機機座8外壁之間通過O型密封圈3實現(xiàn)密封；水套4內壁與平行水道9的槽壁端沿之間留有間隙（確保經(jīng)進水口進入的冷卻液能夠流到各個平行水道）；水套4頂部設有與眾平行水道9相連通的用于灌注冷卻液的進水口，水套4底部設有與眾平行水道9相連通的出水口。

1、拖拉機交流電傳動系統(tǒng)用異步發(fā)電機——電機為三相鼠籠式異步電機，雙軸承支撐臥式結構，法蘭安裝，轉軸為空心軸。定子線圈采用耐電暈熔敷薄膜導線散繞而成，定子整體進行真空壓力浸漆。轉子為鼠籠結構，采用銅導條端環(huán)焊接而成，轉子沖片設有單排軸向通風孔。兩端端蓋及機座均為鑄造結構，電機兩端軸承采用密封球軸承。

2、混合式散熱——電機機座上加工有平行水道，外部裝有水套，水套與機座通過O型密封圈進行密封。冷卻液（水+乙二醇）通過水套頂部進水管噴淋到機座上，通過水套下部出水口自動流出，無需提供額外壓力。轉軸上裝有混流風扇與外界進行熱交換，降低鼠籠溫度。

具體實施過程：定、轉子分別制造完成后進行組裝。機座與定子鐵心熱套后，將定子線圈嵌入鐵心中，連線后整體浸漆、烘焙。轉軸加工后，在轉軸上疊壓轉子沖片，端環(huán)導條焊接采用中頻感應焊。安裝風扇后轉子整體進行動平衡。定轉子組裝。發(fā)電機由柴油機通過花鍵拖動發(fā)電，發(fā)出的三相交流電經(jīng)整流逆變后驅動電動機旋轉為整車提供動力。