CN109391050B - 一种用于磁悬浮列车的长定子供电段及长定子直线电机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于磁悬浮列车的长定子供电段及长定子直线电机，包括多个定子铁芯模块和与定子铁芯模块的数量相等的定子线圈，多个定子线圈一一对应地嵌入多个定子铁芯模块中，每个定子线圈的两端设置有接头，每相邻两个定子铁芯模块上的定子线圈通过接头可拆卸连接，两端的定子铁芯模块上的定子线圈的接头与馈电电缆连接。采用本发明提供的长定子供电段，施工工序并行，缩短了现场施工工期，且提高了轨道梁上长定子铁芯的铺装精度，不需要大型专用绕线设备，成本低，拆卸和重新嵌入的难度低，线路修复时间短，减少了定子线圈的浪费。

Description

一种用于磁悬浮列车的长定子供电段及长定子直线电机

技术领域

本发明涉及长定子直线电机技术领域，特别是涉及一种用于磁悬浮列车的长定子供电段及长定子直线电机。

背景技术

随着交通工具的发展，磁悬浮列车以其速度快、安全性高等优点成为越来越多人的出行选择。磁悬浮列车通常采用长定子直线电机。安装在轨道梁上的长定子直线电机由多个长定子供电段(典型长度为1200m)构成，具体地，请参照图1，图1为现有技术中的一种长定子直线电机中的长定子供电段的结构示意图。每个长定子供电段均由长定子铁芯(由多个定子铁芯模块构成，定子铁芯模块的典型长度为1032mm)和长定子线圈构成。具体地，每个长定子供电段中，在定子铁芯模块铺设完成后，再采用大型专用绕线设备将电缆绕至设计尺寸后嵌入定子铁芯模块的槽内制成长定子线圈，并在长定子线圈首末端留取足够长度连接馈电电缆。

但采用上述结构的长定子直线电机有如下几个缺点：

1)在安装长定子供电段时，先要将定子铁芯模块铺装到轨道梁上，然后再将轨道梁安装到线路上，形成长定子铁芯，然后再用大型专用绕线设备完成长定子线圈的嵌入绕制，从而形成长定子供电段，一方面，施工工序串行，工期长；另一方面，需要有大型专用绕线设备，成本高。

2)长定子供电段的长度达数百米甚至上千米，若其中某个定子铁芯模块发生损坏需要更换，则需要先拆卸整个长定子线圈，再拆卸损坏的定子铁芯模块，更换好新的定子铁芯模块后重新绕制长定子线圈；若长定子线圈损坏，则更换掉损坏的长定子线圈后，需要重新绕制整个长定子线圈，一方面，由于长定子线圈很长，增加了拆卸和重新绕制的难度，导致线路停止运输，修复时间以周为单位；另一方面，长定子线圈的材料的浪费很严重。

因此，如何提供一种解决上述技术问题的方案是本领域技术人员目前需要解决的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于磁悬浮列车的长定子供电段及长定子直线电机，施工工序并行，缩短了现场施工工期，且提高了轨道梁上长定子铁芯的铺装精度，不需要大型专用绕线设备，成本低，拆卸和重新嵌入的难度低，线路修复时间短，减少了定子线圈的浪费。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种用于磁悬浮列车的长定子供电段，包括多个定子铁芯模块和与所述定子铁芯模块的数量相等的定子线圈，多个所述定子线圈一一对应地嵌入多个所述定子铁芯模块中，每个所述定子线圈的两端设置有接头，每相邻两个定子铁芯模块上的定子线圈通过接头可拆卸连接，两端的定子铁芯模块上的定子线圈的接头与馈电电缆连接。

优选地，所述定子铁芯模块包括多个叠压的定子冲片，所述定子冲片包括紧固槽、燕尾槽和多个定子槽，所述定子铁芯模块还包括用于通过所述紧固槽紧固多个所述定子冲片的紧固件及用于通过所述燕尾槽紧固多个所述定子冲片的燕尾槽支撑板。

优选地，所述紧固件包括紧固螺栓和与所述紧固螺栓相适应的螺母。

优选地，所述定子槽为圆形槽。

优选地，所述定子槽为多边形槽。

优选地，所述定子线圈包括嵌入所述定子槽的直线线棒和用于与所述接头连接的端部线棒，每个所述定子线圈中，每相邻两个直线线棒焊接，每相邻的直线线棒与端部线棒焊接。

优选地，所述定子线圈外部包裹有聚胺亚绝缘层。

优选地，所述定子线圈外部包裹有云母绝缘层。

优选地，每个所述定子线圈的两端分别设置一个公接头和母接头，其中，所述公接头的一端设置有用于连接端部线棒的螺纹孔，所述公接头的另一端设置有螺纹杆，所述母接头的一端设置有用于连接端部线棒的螺纹孔，另一端设置有用于连接所述螺纹杆的螺纹孔。

为解决上述技术问题，本发明还提供了一种用于磁悬浮列车的长定子直线电机，包括多个如上述所述的长定子供电段。

本发明提供了一种用于磁悬浮列车的长定子供电段，本申请提供的长定子供电段中，除了包括多个定子铁芯模块，还包括与定子铁芯模块数量相等的多个定子线圈，这多个定子线圈一一对应地嵌入多个定子铁芯模块中，则首先，在安装长定子供电段时，可以实现工厂化制造，可在工厂内组装带定子铁芯模块的轨道梁，不需要在线路上铺设定子绕组，一方面，施工工序并行，缩短了现场施工工期，且提高了轨道梁上长定子铁芯的铺装精度，另一方面，不需要大型专用绕线设备，成本低；另外，由于一个定子铁芯模块对应一个定子线圈，则定子线圈的长度不会很长，且相邻两个定子线圈通过接头可拆卸连接，当存在定子铁芯模块发生损坏需要更换或者存在定子线圈发生损坏需要更换时，只需要拆卸损坏的定子铁芯模块上的定子线圈或者拆卸损坏的定子线圈，则一方面，拆卸和重新嵌入的难度低，线路修复时间短，另一方面，减少了定子线圈的浪费。

本发明还提供了一种包括多个上述长定子供电段的用于磁悬浮列车的长定子直线电机，具有与上述长定子供电段相同的优点。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对现有技术和实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为现有技术中的一种长定子直线电机中的长定子供电段的结构示意图；

图2为本发明提供的一种用于磁悬浮列车的长定子供电段的结构示意图；

图3为本发明提供的一种定子铁芯基本单元的组装结构示意图；

图4(a)为本发明提供的一种母接头的结构示意图；

图4(b)为本发明提供的一种公接头的结构示意图。

具体实施方式

本发明的核心是提供一种用于磁悬浮列车的长定子供电段及长定子直线电机，施工工序并行，缩短了现场施工工期，且提高了轨道梁上长定子铁芯的铺装精度，不需要大型专用绕线设备，成本低，拆卸和重新嵌入的难度低，线路修复时间短，减少了定子线圈的浪费。

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参照图2，图2为本发明提供的一种用于磁悬浮列车的长定子供电段的结构示意图；

该长定子供电段包括多个定子铁芯模块1和与定子铁芯模块1的数量相等的定子线圈2，多个定子线圈2一一对应地嵌入多个定子铁芯模块1中，每个定子线圈2的两端设置有接头，每相邻两个定子铁芯模块1上的定子线圈2通过接头可拆卸连接，两端的定子铁芯模块1上的定子线圈2的接头与馈电电缆连接。

可以理解的是，与现有技术中的长定子供电段包括多个定子铁芯模块和一个定子线圈相比，本申请中，长定子供电段包括多个定子铁芯基本单元，每个定子铁芯基本单元包括一个定子铁芯模块1和定子线端，多个定子铁芯基本单元中，定子线圈2的数量与定子铁芯模块1的数量是相同的，这样，定子线圈2与现有技术中的定子线圈2相比，长度将大大减小，且为了方便后续更换，每相邻两个定子铁芯模块1上的定子线圈2通过接头可拆卸连接，长定子供电段两端的定子铁芯模块1上的定子线圈2的接头与馈电电缆连接。

具体地，由于定子线圈2的长度不长，这样的话，便能够实现工厂化制造。具体地，在工厂中便能够实现将定子铁芯模块1铺设在轨道梁上，且在进行另一个轨道梁上的定子铁芯模块1的铺设时可以在已铺设好的定子铁芯模块1上嵌入定子线圈2，从而实现施工工序的并行，大大缩短了施工周期，且这样更容易实现精细化铺装，提高了轨道梁上定子铁芯模块1的铺装精度。另外，当存在定子铁芯模块1损坏需要更换时，则只需通过接头将该损坏定子铁芯模块1上的定子线圈2拆卸即可，其他未损坏的定子铁芯模块1上的定子线圈2不需要拆卸，拆卸完成后，更换新的定子铁芯模块1，然后再在新的定子铁芯模块1上嵌入定子线圈2；当存在定子线圈2损坏需要更换时，则只需拆卸该损坏的定子线圈2即可，其他定子铁芯模块1上未损坏的定子线圈2无需拆卸，拆卸完成后更换新的定子线圈2即可。由于定子线圈2的长度较短，则一方面，拆卸和重新嵌入的难度低，线路修复时间短，另一方面，大大减少了定子线圈2的浪费。

本发明提供了一种用于磁悬浮列车的长定子供电段，本申请提供的长定子供电段中，除了包括多个定子铁芯模块，还包括与定子铁芯模块数量相等的多个定子线圈，这多个定子线圈一一对应地嵌入多个定子铁芯模块中，则首先，在安装长定子供电段时，可以实现工厂化制造，可在工厂内组装带定子铁芯模块的轨道梁，不需要在线路上铺设定子绕组，一方面，施工工序并行，缩短了现场施工工期，且提高了轨道梁上长定子铁芯的铺装精度，另一方面，不需要大型专用绕线设备，成本低；另外，由于一个定子铁芯模块对应一个定子线圈，则定子线圈的长度不会很长，且相邻两个定子线圈通过接头可拆卸连接，当存在定子铁芯模块发生损坏需要更换或者存在定子线圈发生损坏需要更换时，只需要拆卸损坏的定子铁芯模块上的定子线圈或者拆卸损坏的定子线圈，则一方面，拆卸和重新嵌入的难度低，线路修复时间短，另一方面，减少了定子线圈的浪费。

在上述实施例的基础上：

作为一种优选地实施例，定子铁芯模块1包括多个叠压的定子冲片，定子冲片包括紧固槽、燕尾槽和多个定子槽，定子铁芯模块1还包括用于通过紧固槽紧固多个定子冲片的紧固件3及用于通过燕尾槽紧固多个定子冲片的燕尾槽支撑板4。

具体地，请参照图3，图3为本发明提供的一种定子铁芯基本单元的组装结构示意图，本申请中的定子铁芯模块1由多个叠压的定子冲片构成，且为了保证定子冲片的稳固性，定子铁芯模块1还包括通过紧固槽进行紧固的紧固件3和通过燕尾槽进行紧固的燕尾槽支撑板4。

作为一种优选地实施例，这里的定子冲片长1032mm，高89.5mm，单片理论厚度0.35mm～0.5mm。

具体地，这里的燕尾槽支撑板4可以通过焊接的方式焊接在燕尾槽中，焊接具有连接性能好、气密性和水密性高的优点，当然，也可以采用其他方式来紧固，本申请在此不做特别的限定。

另外，作为一种优选地实施例，这里的紧固槽的个数可以为2个，燕尾槽的个数为2个，定子槽的个数为12个，当然，上述各个槽的个数还可以为其他数值，本申请在此不做特别的限定，根据实际情况来定。

具体地，当定子槽为12个时，考虑到定子线圈2的相数为3，则每相线圈占4个定子槽。

作为一种优选地实施例，紧固件3包括紧固螺栓和与紧固螺栓相适应的螺母。

具体地，这里的紧固螺栓可以采用高强度合金、多边形角钢加工而成，螺栓连接具有连接性能好、装拆方便、利于检修的优点，当然，这里的紧固件3还可以为其他类型的紧固件，本申请在此不做特别的限定，根据实际情况来定。

在进行定子铁芯模块1组装时，将定子冲片叠压，紧固螺栓的头部放置在端部定子冲片的紧固槽内，紧固螺栓的杆部穿过紧固槽Φ9的孔，采用螺母紧固。燕尾槽支撑板4穿过燕尾槽将燕尾槽支撑板4与定子冲片焊接，从而将定子冲片紧固为一个整体。

作为一种优选地实施例，定子槽为圆形槽。

作为一种优选地实施例，定子槽为多边形槽。

具体地，为了适应实际应用中的各种定子线圈2实际情况，充分发挥定子冲片的导磁性能，这里的定子槽可以为圆形槽也可以为多边形槽，其中，多边形槽具体可以为四边形槽或者五边形槽或者六边形槽，本申请在此不做特别的限定，根据实际情况来定。

作为一种优选地实施例，定子线圈2包括嵌入定子槽的直线线棒和用于与接头连接的端部线棒，每个定子线圈2中，每相邻两个直线线棒焊接，每相邻的直线线棒与端部线棒焊接。

具体地，考虑到现有技术中中定子线圈2采用的电缆均为柔性的，一方面，在进行定子线圈2嵌入定子铁芯模块1中时难度较大，另一方面，为方便嵌入定子铁芯模块1，定子槽的开口不能太窄，但也因此存在电缆从定子槽开口处脱落的隐患，严重影响了行车安全。

基于此，本申请将定子线圈2设置成硬的线棒的形式，方便定子线圈2的嵌入，进一步提高了拆卸和重新嵌入的难度，降低了线路修复时间，另外，因为线棒可以直接***定子槽中，用不到定子槽，因此，可以将定子槽的开口开的比较窄，减小了定子槽开口等效系数，减小了等效气隙，增大了定子铁芯模块1与次级部分(悬浮电磁铁)的互感，降低定子漏抗分量，提升长定子性能指标。

具体地，定子线圈2包括导电层和绝缘层，本申请中的导电层可以选用导电性能优良的圆棒、方棒或者圆管、方管等，这些线棒可以为实心的，也可以为空心的，本申请在此不做特别的限定。作为一种优选地实施例，定子线圈2外部包裹有聚胺亚绝缘层。

作为一种优选地实施例，定子线圈2外部包裹有云母绝缘层。

需要说明的是，定子线圈2包括导电层和绝缘层，现有技术中的定子线圈2由电缆绕至而成，电缆包裹的绝缘层通常为聚氯乙烯绝缘层及橡胶绝缘层，由于聚氯乙烯绝缘层及橡胶绝缘层的绝缘性能较差，因此，为了满足耐压要求，绝缘层很厚，则一方面，导电部分截面积仅占电缆截面积的30％左右，电缆及定子槽利用率非常低。另一方面，绝缘层厚还使得电缆的散热能力很差，电缆的热量如果不能及时有效地散发，可能引起安全事故，还影响了电缆的使用寿命。

本申请中，绝缘层采用聚胺亚绝缘层和云母绝缘层，聚胺亚绝缘层和云母绝缘层具有绝缘性能非常高且容易塑型的优点，与现有技术中采用的聚氯乙烯绝缘层及橡胶绝缘层相比，同样的耐压要求下，采用的聚胺亚绝缘层和云母绝缘层更薄，如此，在同样的直径要求下，因为聚胺亚绝缘层和云母绝缘层更薄，这样能够使得导电层的直径更大，从而使得导电面积大，增大了通电能力，进而增大了磁悬浮列车的牵引***动力。另外，增大了定子线圈2及定子槽的利用率，且散热快，提高了定子线圈2的使用寿命。

作为一种优选地实施例，每个定子线圈2的两端分别设置一个公接头6和母接头5，其中，公接头6的一端设置有用于连接端部线棒的螺纹孔，公接头6的另一端设置有螺纹杆，母接头5的一端设置有用于连接端部线棒的螺纹孔，另一端设置有用于连接螺纹杆的螺纹孔。

具体地，请参照图4(a)和图4(b)，其中，图4(a)为本发明提供的一种母接头的结构示意图，图4(b)为本发明提供的一种公接头的结构示意图，这里的母接头5具体可以设置有贯穿管材长度的内螺纹。螺纹连接具有制造、使用都简单，联接可靠、使用方便、通用性好、可装拆而重复使用的优点，另外，这里的接头还可以采用其他方式连接，本申请在此不做特别的限定。

为解决上述技术问题，本发明还提供了一种用于磁悬浮列车的长定子直线电机，包括多个如上述的长定子供电段。

对于本发明提供的长定子直线电机的介绍请参照上述实施例，本发明在此不再赘述。

需要说明的是，在本说明书中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其他实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (7)

1.一种用于磁悬浮列车的长定子供电段，其特征在于，包括多个定子铁芯模块和与所述定子铁芯模块的数量相等的定子线圈，多个所述定子线圈一一对应地嵌入多个所述定子铁芯模块中，每个所述定子线圈的两端设置有接头，每相邻两个定子铁芯模块上的定子线圈通过接头可拆卸连接，两端的定子铁芯模块上的定子线圈的接头与馈电电缆连接；

所述定子铁芯模块包括多个叠压的定子冲片，所述定子冲片包括紧固槽、燕尾槽和多个定子槽，所述定子铁芯模块还包括用于通过所述紧固槽紧固多个所述定子冲片的紧固件及用于通过所述燕尾槽紧固多个所述定子冲片的燕尾槽支撑板；

所述定子线圈包括嵌入所述定子槽的直线线棒和用于与所述接头连接的端部线棒，每个所述定子线圈中，每相邻两个直线线棒焊接，每相邻的直线线棒与端部线棒焊接；

每个所述定子线圈的两端分别设置一个公接头和母接头，其中，所述公接头的一端设置有用于连接端部线棒的螺纹孔，所述公接头的另一端设置有螺纹杆，所述母接头的一端设置有用于连接端部线棒的螺纹孔，另一端设置有用于连接所述螺纹杆的螺纹孔。

2.如权利要求1所述的长定子供电段，其特征在于，所述紧固件包括紧固螺栓和与所述紧固螺栓相适应的螺母。

3.如权利要求1所述的长定子供电段，其特征在于，所述定子槽为圆形槽。

4.如权利要求1所述的长定子供电段，其特征在于，所述定子槽为多边形槽。

5.如权利要求1所述的长定子供电段，其特征在于，所述定子线圈外部包裹有聚胺亚绝缘层。

6.如权利要求1所述的长定子供电段，其特征在于，所述定子线圈外部包裹有云母绝缘层。

7.一种用于磁悬浮列车的长定子直线电机，其特征在于，包括多个如权利要求1-6任一项所述的长定子供电段。

Images