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
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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