CN103051132A - 铁路快捷货运车辆轴端电源装置 - Google Patents
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Abstract
铁路快捷货运车辆轴端电源装置，本发明目的在于为具有轴箱的快捷货车转向架电子防滑器和在线监测系统提供稳定可靠的供电电源。针对货车转向架轴箱体结构特点，设计了一种铁路货车轴端电源装置，由永磁转子和定子线圈两部分组成，转子采用永磁体励磁方式，永磁外转子结构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系统的用电需求。轴端电源装置整体被密封在轴箱端盖结构内，耐振动、防尘、防水性能好；电源装置易于安装，方便拆卸。
Description
技术领域
本发明是铁路快捷货运车辆轴端电源装置，涉及一种新型的电源结构，可在车辆运行时为快捷快运车辆转向架的电子防滑器和在线监控系统提供电源。
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、盘型制动系统等，同时要求在走行系统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公司生产的铁道车辆轴承带集成发电装置，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，这种设备最高输出功率为100 W，供电电压6～14V。但该轴承装置价格昂贵，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电源装置，目的在于为目前的快捷货车转向架电子防滑器和在线监控系统提供稳定可靠的电源。
为了实现上述目标，本发明针对货车转向架轴箱体结构特点，采用永磁同步发电技术，设计的轴端电源装置由永磁转子和定子线圈两部分组成，转子采用永磁体励磁方式，永磁外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系统的用电需求。
本发明技术方案如下：
该电源装置作为发电机主要包括定子结构、转子结构和轴箱端盖（7）三个部件，其中：
所述定子结构采用有凸极的定子，由冲制的硅钢片叠成定子铁心（6），定子铁心（6）上绕有梯形线圈（13），用来产生感应电流。定子铁心6通过定子压板（14）及其螺钉（15）将其固定在轴箱端盖（7）内部，安全可靠。
所述转子结构采用外转子，永磁体励磁，其结构包括转子外筒（1）、转子中筒（2）、永磁体承载圈（3）、转子内筒（11），它们的连接和位置关系为：
转子外筒（1）、转子中筒（2）、永磁体承载圈（3）、转子内筒（11）四者径向由外到内依次放置，
转子外筒（1）通过螺钉（5）实现与车轴（12）轴端之间的固定，车辆运行时，车轴（12）转动时带动发电机整个转子结构一起转动。
转子中筒（2）为隔磁材料层，布置于转子外筒（1）和永磁体承载圈（3）之间，防止磁场外泄。
永磁体承载圈（3）内表面径向均匀布置若干圆弧形永磁体磁极（8），相邻磁极磁场方向相反。
上述转子结构的转子中筒（2）、永磁体承载圈（3）及其永磁体磁极（8）和转子内筒（11），它们之间的轴向位置由转子压板（4）进行定位。
定子结构和转子结构被轴箱端盖（7）罩住，而箱端盖（7）通过螺栓（9）固定到轴箱轴承座（10）上。
本发明有益效果：轴端电源装置体积小、可靠性高，在原车轴轴端安装方便，实用性强，整体被密封在轴箱端盖内，密封性能好，耐振动、防尘、防水。
附图说明
图1是本发明的轴端电源装置结构剖视图。
图1-1是来自于图1的局部放大图。
图2是原货车车轴轴端结构剖视图。
标记说明: 转子外筒（1）、转子中筒（2）、永磁体承载圈（3）、转子压板（4）、转子外筒螺钉（5）、定子铁心（6）、轴箱端盖（7）、永磁体磁极（8）、螺栓（9）、轴箱轴承座（10）、转子内筒（11）、车轴（12）、线圈（13）、定子压板（14）及其螺钉（15）、原轴箱端盖（16）、轴端压板（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,本发明涉及一种铁路快捷货运车辆轴端电源装置，该电源装置作为发电机主要包括定子结构、转子结构和轴箱端盖（7）三个部件，其中：
图1和图1-1所述定子结构采用有凸极的定子，由冲制的硅钢片叠成定子铁心（6），定子铁心6上绕有梯形线圈（13），用来产生感应电流。定子铁心6（即硅钢片组）通过定子压板（14）及其螺钉（15）将其固定在轴箱端盖（7）内部，安全可靠。
所述转子结构采用外转子，永磁体励磁，其结构包括转子外筒（1）、转子中筒（2）、永磁体承载圈（3）、转子内筒（11），它们的连接和位置关系为：
转子外筒（1）、转子中筒（2）、永磁体承载圈（3）、转子内筒（11）四者径向由外到内依次放置，
转子外筒（1）通过螺钉（5）实现与车轴（12）轴端之间的固定，车辆运行时，车轴（12）转动时带动发电机整个转子结构一起转动。
转子中筒（2）为隔磁材料层，布置于转子外筒（1）和永磁体承载圈（3）之间，防止磁场外泄。
永磁体承载圈（3）内表面径向均匀布置若干圆弧形永磁体磁极（8），相邻磁极磁场方向相反。
上述转子结构的转子中筒（2）、永磁体承载圈（3）及其永磁体磁极（8）和转子内筒（11），它们之间的轴向位置由转子压板（4）进行定位。
定子结构和转子结构被轴箱端盖（7）罩住，而箱端盖（7）通过螺栓（9）固定到轴箱轴承座（10）上。
图2所示，本发明安装时不需改动原货车车轴上的现有轴承和密封结构，只需将轴箱端盖（16）和轴端压板（17）拆下，将轴端电源装置转子部分安装于原轴端压板17处，将定子部分连同重新设计的轴箱端盖7装在原处，与轴箱体的联接所需紧固件可完全沿用原零件。
轴端电源装置整体被密封在轴箱端盖结构内，耐振动、防尘、防水性能好；电源装置易于安装，方便拆卸。
Claims (1)
1. 一种铁路快捷货运车辆轴端电源装置，其特征在于， 该电源装置包括定子结构、转子结构和轴箱端盖（7）三个部件，其中：
所述定子结构采用有凸极的定子，由冲制的硅钢片叠成定子铁心（6），定子铁心（6）上绕有梯形线圈（13），定子铁心6通过定子压板（14）及其螺钉（15）将其固定在轴箱端盖（7）内部；
所述转子结构采用外转子，永磁体励磁，其结构包括转子外筒（1）、转子中筒（2）、永磁体承载圈（3）、转子内筒（11），
转子外筒（1）、转子中筒（2）、永磁体承载圈（3）、转子内筒（11）四者径向由外到内依次放置，
转子外筒（1）通过螺钉（5）实现与车轴（12）轴端之间的固定，车轴（12）转动时带动转子结构一起转动，
转子中筒（2）为隔磁材料层，布置于转子外筒（1）和永磁体承载圈（3）之间，
永磁体承载圈（3）内表面径向均匀布置若干圆弧形永磁体磁极（8），相邻磁极磁场方向相反，
上述转子结构的转子中筒（2）、永磁体承载圈（3）及其永磁体磁极（8）和转子内筒（11），它们之间的轴向位置由转子压板（4）进行定位；
定子结构和转子结构被轴箱端盖（7）罩住，而箱端盖（7）通过螺栓（9）固定到轴箱轴承座（10）上。
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