[发明专利]永磁同步电动机及应用其的大功率电动矿车

说明书

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。

技术领域

本发明涉及电动矿车配件技术领域，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。

背景技术

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。

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。

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15-20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。

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。

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。

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。

发明内容

本发明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。

为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：