CN103023164A - 铁路货车轴端盘式永磁发电装置 - Google Patents

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Abstract

本发明为一种铁路货车轴端盘式永磁发电装置。考虑具有轴箱装置的快捷货运转向架的结构特点，本发明在不改动现有轴承尺寸和安装方式的前提上，改变车轴轴端压板和轴箱盖结构，将该永磁发电装置安装于其中；该永磁发电装置采用单定子－转子盘式结构；永磁体励磁，结构简单，轴箱尺寸小；转子部分通过螺钉与车轴轴端联接，当车辆运行时车轴转动，本发电装置产生电能。该电源装置供电功率能满足转向架盘型制动用电子防滑器、走行部在线监控***的用电需求。轴端永磁发电装置整体被密封在轴箱端盖内，耐冲击振动、密封、防尘，防水；定子、转子装置易于布置，方便安装和拆卸。

Description

铁路货车轴端盘式永磁发电装置
技术领域
本发明是一种铁路货车轴端盘式永磁发电装置，涉及一种新型的电源结构，可在列车运行时为转向架上相关设备和在线监测装置提供电能。
背景技术
随着铁路货物运输的不断发展，货运列车运行速度不断提高，对快捷货运车辆和转向架运行安全要求越来越高，一方面采用了安全性、可靠性更高的零部件如电子防滑器、盘型制动***等，同时要求在走行***的安全监测方面提供实时的监控解决方案，来提高列车脱轨等安全事故的预报能力。但是一般铁路货车由于需要不断拆解编组，除机车外其它车厢和转向架普遍缺少电源，因此与实际需求之间存在较大的差距。
早期铁路客车所用的轴端发电机，主要为客车提供辅助电源，普遍采用皮带传动，发电机挂在构架前后两端，在车轴处加装皮带轮与发电机相连。这种设计结构复杂、重量体积大，输出功率大，并且此种发电机对转向架改动较大，在货车转向架上加装困难。
国外的铁路货车车轴发电机中，FAG公司生产了一种带集成发电装置的铁道车辆轴承，在轴承内圈布置磁铁作为转子，在轴箱盖中的线圈作为定子，当车辆运行时该轴承旋转的同时产生的电能输出，为轴承诊断和故障信息检测等功能提供电源，这种轴承最高输出功率为100 W，供电电压6～14V。但该轴承价格昂贵，且供电电能不足以保障快捷货车转向架所有需要电源设备的使用，尤其是在加装电子防滑器的快捷货车转向架上。
发明内容
本发明提出了一种铁路货车轴端盘式永磁发电装置，目的在于为目前的快捷货车转向架电子防滑器和在线监测***提供稳定可靠的电能。针对货车转向架轴箱体结构特点，采用永磁同步发电机方案，用盘式结构形式，由永磁转子和定子线圈两部分组成，盘式永磁转子部分通过螺钉与车轴端部联接；定子线圈与轴箱端盖组合在一起，当车辆运行时电源装置产生电能，设计的电源装置供电功率在50~200W之间，满足快捷货车电子防滑器和在线监测***的用电需求。
为了实现上述目标，本发明技术方案为：
一种铁路货车轴端盘式永磁发电装置，其特征在于， 发电装置主要包括定子结构、转子结构和轴箱端盖（10）三个部件，定子结构和转子结构分别为单定子、单转子的盘式结构形式，其中：
所述定子结构采用定子铁心盘（8），由冲制的硅钢片叠绕而成，定子铁心盘上绕有线圈（9），用来产生感应电流。定子铁心盘（8）通过螺钉（11）固定于轴箱端盖（10）的内部凸台上，安全可靠。
所述转子结构采用永磁体励磁，其结构包括轴端盘（1）、转子隔磁圈（2）和永磁体承载圈（3），隔磁圈（2）、永磁体承载圈（3）通过螺钉（6）固定于轴端盘（1）上。
轴端盘（1）通过螺钉（7）实现与车轴（13）轴端之间的固定，车辆运行时，车轴（13）转动时带动发电机整个转子结构一起转动。
转子隔磁圈（2）为隔磁材料层，布置于永磁体承载圈（3）和轴端盘（1）之间，防止磁场外泄。
永磁体承载圈（3）表面轴向布置圆弧形永磁体磁极（4），各永磁体磁极（4）粘结固定于永磁体承载圈（3）上，相邻磁极磁场方向相反。
定子结构和转子结构被轴箱端盖（10）罩住，而轴箱端盖（10）通过螺栓（12）固定到轴箱轴承座（14）外圈上。
为了进一步复合加强固定效果，永磁体磁极（4）在轴向位置由永磁体压盘（5）进行固定，所述永磁体压盘（5）由螺钉（17）固定于永磁体承载圈（3）***。
考虑具有轴箱装置的快捷货运转向架的结构特点，本发明在不改动现有轴承尺寸和安装方式的前提上，改变车轴轴端压板和轴箱盖结构，将该永磁发电装置安装于其中；该永磁发电装置采用单定子－转子盘式结构；永磁体励磁，结构简单，轴箱尺寸小；转子部分通过螺钉与车轴轴端联接，当车辆运行时车轴转动，本发电装置产生电能。该电源装置供电功率能满足转向架盘型制动用电子防滑器、走行部在线监控***的用电需求。轴端永磁发电装置整体被密封在轴箱端盖内，耐冲击振动、密封、防尘，防水；定子、转子装置易于布置，方便安装和拆卸。
本发明有益效果：轴向尺寸小，体积小，可靠性高，在原车轴轴端安装替换方便，实用性强，整体结构密封性能好，防尘，防水。
附图说明
图1是本发明铁路货车轴端盘式永磁发电装置剖视图。
图1-1是来自于图1的局部放大图。
图2是本发明铁路货车轴端盘式永磁发电装置转子结构图。
图3是本发明铁路货车轴端盘式永磁发电装置定子结构图。
图4是原铁路货车车轴轴端结构剖视图。
标记说明：轴端盘（1）、转子隔磁圈（2）、永磁体承载圈（3）、圆弧形永磁体磁极（4）、永磁体压盘（5）、螺钉（6）、螺钉（7）、定子铁心盘（8）、线圈（9）、轴箱端盖（10）、铁心盘用螺钉（11）、螺栓（12）、车轴（13）、轴箱轴承座（14）、原轴箱端盖（15）、轴端压板（16）、螺钉（17）。
具体实施方式
以下结合附图说明本发明的具体实施方式。
请参见图1、图2、图3所示，本发明涉及一种铁路货车轴端盘式永磁发电装置，发电装置主要包括定子结构、转子结构和轴箱端盖（10）三个部件，定子结构和转子结构分别为单定子、单转子的盘式结构，其中：
如图3所示,所述定子结构采用定子铁心盘（8），由冲制的硅钢片叠绕而成，定子铁心盘上绕有线圈（9），用来产生感应电流。定子铁心盘（8）通过螺钉（11）固定于轴箱端盖（10）的内部凸台上，安全可靠。
如图1、图1-1、图2所示,所述转子结构采用永磁体励磁，其结构包括轴端盘（1）、转子隔磁圈（2）和永磁体承载圈（3），隔磁圈（2）、永磁体承载圈（3）通过螺钉（6）固定于轴端盘（1）上。
轴端盘（1）通过螺钉（7）实现与车轴（13）轴端之间的固定，车辆运行时，车轴（13）转动时带动发电机整个转子结构一起转动。
转子隔磁圈（2）为隔磁材料层，布置于永磁体承载圈（3）和轴端盘（1）之间，防止磁场外泄。
永磁体承载圈（3）表面轴向布置圆弧形永磁体磁极（4），各永磁体磁极（4）粘结固定于永磁体承载圈（3）上，相邻磁极磁场方向相反。为了进一步复合加强固定效果，永磁体磁极（4）在轴向位置由永磁体压盘（5）进行固定，所述永磁体压盘（5）由螺钉（17）固定于永磁体承载圈（3）***，如图2所示。
定子结构和转子结构被轴箱端盖（10）罩住，而轴箱端盖（10）通过螺栓（12）固定到轴箱轴承座（14）外圈上。
请参见图4，本发明安装时不需改动原车轴（13）内部轴承或密封结构，只需将轴箱端盖（15）和车轴压板（16）拆下，将轴端永磁发电装置转子安装于原车轴压板处，将定子连同轴箱端盖装于原轴向该处，安装所需紧固件可完全沿用原零件。

Claims (2)

1.一种铁路货车轴端盘式永磁发电装置，其特征在于， 该发电装置包括定子结构、转子结构和轴箱端盖（10）三个部件，定子结构和转子结构分别为单定子、单转子的盘式结构形式，其中：
所述定子结构采用定子铁心盘（8），由冲制的硅钢片叠绕而成，定子铁心盘上绕有线圈（9），定子铁心盘（8）通过螺钉（11）固定于轴箱端盖（10）的内部凸台上；
所述转子结构采用永磁体励磁，其结构包括轴端盘（1）、转子隔磁圈（2）和永磁体承载圈（3），隔磁圈（2）、永磁体承载圈（3）通过螺钉（6）固定于轴端盘（1）上；
轴端盘（1）通过螺钉（7）实现与车轴（13）轴端之间的固定，车轴（13）转动时带动转子结构一起转动；
转子隔磁圈（2）为隔磁材料层，布置于永磁体承载圈（3）和轴端盘（1）之间；
永磁体承载圈（3）表面轴向布置圆弧形永磁体磁极（4），各永磁体磁极（4）粘结固定于永磁体承载圈（3）上，相邻磁极磁场方向相反；
定子结构和转子结构被轴箱端盖（10）罩住，而轴箱端盖（10）通过螺栓（12）固定到轴箱轴承座（14）外圈上。
2.如权利要求1所述的铁路货车轴端盘式永磁发电装置，其特征在于，永磁体磁极（4）在轴向位置由永磁体压盘（5）进行固定，所述永磁体压盘（5）由螺钉（17）固定于永磁体承载圈（3）***。
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