CN104935137A - 一种铁路轨道车辆用全封闭交流直驱电机 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种铁路轨道车辆用全封闭交流直驱电机，包括第一端盖、第二端盖、机座、定子以及鼠笼转子和轮对轴，轮对轴贯通由相对的第一端盖、第二端盖分别与机座固定连接成的中空腔体，且轮对轴与第一端盖、第二端盖之间分别设置轴承，定子位于中空腔体内且与机座固定连接，鼠笼转子位于中空腔体内且与轮对轴固定连接，在定子上固定安装线圈，在鼠笼转子上固定安装导条，导条通过端环电连接相通。采用本发明可以取消传统机车上的主、从齿轮以及齿轮箱，并将其所占的轴向空间为电机所用，节省了机车成本，并完全避免齿轮传动所导致的效率损耗和齿轮箱内的润滑油窜入轴承室，提高了电机工作的可靠性和机车的节能降耗水平。

Description

一种铁路轨道车辆用全封闭交流直驱电机

技术领域

本发明涉及交流电机技术领域，尤其是涉及一种铁路轨道车辆用全封闭交流直驱电机。

背景技术

现有的铁路轨道车辆(即机车，下同)主要是采用交流牵引电机，该电机的机械传动系统一般都是采用齿轮传动，并将电机输出的机械能通过传动端的主、从齿轮啮合传递到轮对上，最终通过轮对与轮轨之间的摩擦力转换为机车运行的牵引力。在现有机车上述的机械传动系统中，存在如下问题：

一是，由于采用了主、从齿轮啮合传动，主、从齿轮必须安装在齿轮箱中，因此，主、从齿轮及齿轮箱体本身均要占据一定的轴向空间，而机车的同一轮对轴两端轮对之间的轴向空间一定，这就导致机车电机能够利用的轴向空间变得狭小，大大降低了同一轮对轴的轴向空间的利用率，牵引电机轴向尺寸的不足将会直接影响到电机的牵引性能的提升。

二是，由主、从齿轮啮合传动所组成的齿轮传动系统自身会损耗一定的机械能，这必然导致机车电机的耗能增加，不利于机车的节能降耗和系统效率的提高。

三是，由于主、从齿轮都是安装在齿轮箱中，而且，主、从齿轮的啮合传动需要使用液态的润滑油，齿轮箱中的润滑油容易窜入轴承室，污染轴承室内的润滑脂，从而使轴承的使用寿命缩短，降低了电机的可靠性，也增加了机车的运行成本。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：针对现有技术存在的问题，提供一种铁路轨道车辆用全封闭交流直驱电机，提升电机的牵引性能和电机工作的可靠性，提高机车节能降耗水平。

本发明要解决的技术问题采用以下技术方案来实现：一种铁路轨道车辆用全封闭交流直驱电机，包括第一端盖、第二端盖、机座、定子以及鼠笼转子和轮对轴，所述轮对轴贯通由相对的第一端盖、第二端盖分别与机座固定连接成的中空腔体，且轮对轴与第一端盖、第二端盖之间分别设置轴承，所述定子位于中空腔体内且与机座固定连接，所述鼠笼转子位于中空腔体内且与轮对轴固定连接，在定子上固定安装线圈，在鼠笼转子上固定安装导条，所述导条通过端环电连接相通。

优选地，还包括轴承游隙调整装置，所述游隙调整装置由调整垫片和轴承安装卡盘组成，所述轴承安装卡盘与相邻的轴承固定连接，同时与第二端盖之间通过联接螺栓连接，所述调整垫片安装在第二端盖与轴承安装卡盘之间。

优选地，所述的轮对轴上固定连接第三密封件、第四密封件，在第三密封件、第四密封件上分别设置凹槽，在第二端盖、第一端盖上分别设置凸起，所述第三密封件与第二端盖之间、第四密封件与第一端盖之间分别形成间隙配合，并通过凹槽与相邻的凸起卡合密封。

优选地，所述的轮对轴上固定连接第二密封件、第六密封件，在第二密封件、第六密封件上分别设置锯齿状交错排列的凹槽、凸起，所述的第一端盖、第二端盖分别与第五密封件、第一密封件连接固定，在第五密封件、第一密封件上分别设置锯齿状交错排列的凹槽、凸起，所述第二密封件与第一密封件之间、第六密封件与第五密封件之间分别形成迷宫式密封结构。

优选地，所述的机座上设置散热筋。

优选地，所述的定子两端分别设置定子压圈，所述定子压圈与机座之间固定连接。

优选地，所述的鼠笼转子两端分别设置转子压圈，所述转子压圈与轮对轴之间固定连接。

优选地，所述的轴承采用圆锥滚子轴承或者深沟球加圆柱滚子轴承。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：由于轮对轴的两端是与轮对固定连接，轮对轴同时也是电机转轴，机座与车体转向架固定连接，当定子上的线圈通交流电后，在由第一端盖、第二端盖分别与机座固定连接成的中空腔体内部将产生电磁场，而位于鼠笼转子上的导条中会感应出相应的电流，使得鼠笼转子相对于定子发生转动，进而驱动轮对轴和轮对同时发生转动，最终通过轮对与轮轨之间的摩擦力使得铁路轨道车辆获得足够的牵引力。因此，可以取消传统机车上的主、从齿轮以及齿轮箱组成的机械传动系统，并将其所占的轴向空间为电机所用，从而最大限度地提升了电机转子铁芯轴向长度，有利于提升电机的牵引性能，使机车获得足够的牵引力，同时也节省了主、从齿轮及齿轮箱整套配置和电机转轴的成本，完全避免了齿轮传动所导致的效率损耗和齿轮箱内的润滑油窜入轴承室，提高了机车的节能降耗水平和轴承的使用寿命，保证了电机工作的可靠性。

附图说明

图1为本发明一种铁路轨道车辆用全封闭交流直驱电机的构造图(半剖图)。

图中标记：1-轮对，2a-第一端盖，2b-第二端盖，3-定子端部联线，4-线圈，5-机座，6-散热筋，7-定子，8-定子压圈，9-联接螺栓，10-调整垫片，11-轴承安装卡盘，12-第一密封件，13-第二密封件，14-轮对轴(电机转轴)，15-轴承，16-第三密封件，17-转子压圈，18-鼠笼转子，19-导条，20-端环，21-第四密封件，22-第五密封件，23-第六密封件，24-中空腔体。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

如图1所示的一种铁路轨道车辆用全封闭交流直驱电机，主要由第一端盖2a、第二端盖2b、机座5、定子7以及鼠笼转子18和轮对轴14组成，其中的第一端盖2a、第二端盖2b分别位于机座5的相对两端，且分别通过联接螺栓9与机座5固定连接成一个中空腔体24，所述的轮对轴14贯通中空腔体24，在轮对轴14与第一端盖2a、第二端盖2b之间分别设置轴承15，所述轴承15分别与轮对轴14之间以热套方式形成过盈配合的固定连接。考虑到电机在工作过程中会受到来自轮对轴14的直接冲击，所述轴承15最好是采用背靠背的圆锥滚子轴承或者深沟球加圆柱滚子轴承的配置，以提高电机的抗轴向冲击能力，保证电机工作的可靠性。

所述的定子7位于中空腔体24内，且与机座5之间以热套方式形成过盈配合，在定子7上以嵌合方式固定安装线圈4，所述线圈4与定子端部联线3之间电连接相通，通过定子端部联线3可以向线圈4通电。在定子7两端分别设置定子压圈8，所述定子压圈8与机座5之间固定连接，通过定子压圈8可以防止定子7相对于机座5发生轴向窜动，提高电机工作的可靠性。所述的鼠笼转子18位于中空腔体24内且与定子7相对设置，所述鼠笼转子18与轮对轴14之间以热套方式形成过盈配合的固定连接，在鼠笼转子18上固定安装导条19，所述导条19通过端环20电连接相通。在鼠笼转子18两端分别设置转子压圈17，所述转子压圈17与轮对轴14之间固定连接，通过转子压圈17可以防止鼠笼转子18相对于轮对轴14发生轴向窜动，提高了电机工作的可靠性。

上述电机中的轮对轴14的两端分别与机车的轮对1固定连接，此时电机安装在两个轮对1之间，电机转轴与机车轮对轴14共轴，即轮对轴14同时也是电机转轴，其中的机座5与车体转向架固定连接。当定子7上的线圈4通入三相交流电后，在由第一端盖2a、第二端盖2b分别与机座5固定连接所形成的中空腔体24内部将产生电磁场，而位于鼠笼转子18上的导条19中会感应出相应的电流，因此，导条19在电磁场中将产生电磁力，使得鼠笼转子18可以相对于定子7转动，鼠笼转子18的转动驱动轮对轴14和轮对1同时发生转动，最终通过轮对1与轮轨之间的摩擦力使得机车获得足够的牵引力。采用这种直接驱动的方式，可以取消传统机车上的主、从齿轮以及齿轮箱组成的机械传动系统，并将其所占的轴向空间为电机所用，从而节省了主、从齿轮及齿轮箱整套配置和电机转轴的成本，避免了齿轮箱内的润滑油窜入轴承室，提高了轴承15的使用寿命，并且在两个轮对1之间的轴向空间结构紧张的情况下，可以最大限度地提升鼠笼转子18、定子7的轴向长度，提升了电机的牵引性能，使机车获得足够的牵引力，同时，由于主、从齿轮传动所消耗的机械能被全部传递给轮对1，因此，本发明可以完全避免齿轮传动所导致的效率损耗，提升了整个系统效率，提高了机车的节能降耗水平，有效地保证了电机工作的可靠性。

在电机工作过程中，为了保证轴承15的运转灵活，如图1所示，可以在电机上增加设置轴承游隙调整装置，所述的游隙调整装置由调整垫片10和轴承安装卡盘11组成，所述轴承安装卡盘11与相邻的轴承15固定连接，同时与第二端盖2b之间通过联接螺栓9连接，所述调整垫片10安装在第二端盖2b与轴承安装卡盘11之间。由于轴承15上涂有润滑脂，为了防止润滑脂进入中空腔体24内影响电机的工作可靠性，可以在轮对轴14上固定连接第三密封件16、第四密封件21，在第三密封件16、第四密封件21上分别设置凹槽，在第二端盖2b、第一端盖2a上分别设置凸起，所述第三密封件16与第二端盖2b之间、第四密封件21与第一端盖2a之间分别形成间隙配合，并通过凹槽与相邻的凸起卡合密封。

为了有效地防止外部杂质、异物等进入轴承15所在的轴承室，避免润滑脂被污染，同时保证轴承15的工作可靠性，如图1所示，可以对轮对1中心圆台进行轴向往内挖缺处理，在轮对轴14上固定连接第二密封件13、第六密封件23，所述第二密封件13、第六密封件23分别与相邻的轮对1内侧端面密贴，在第二密封件13、第六密封件23上分别设置锯齿状交错排列的凹槽、凸起，所述的第一端盖2a、第二端盖2b分别与第五密封件22、第一密封件12连接固定，在第五密封件22、第一密封件12上分别设置锯齿状交错排列的凹槽、凸起，所述第二密封件13与第一密封件12之间、第六密封件23与第五密封件22之间分别形成迷宫式密封结构。考虑到这种全封闭式的直驱电机主要是通过机座5来散热，为了提升机座5的散热效果，可以在机座5上设置若干相互平行的环状散热筋6，如图1所示。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，应当指出的是，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种铁路轨道车辆用全封闭交流直驱电机，其特征在于：包括第一端盖(2a)、第二端盖(2b)、机座(5)、定子(7)以及鼠笼转子(18)和轮对轴(14)，所述轮对轴(14)贯通由相对的第一端盖(2a)、第二端盖(2b)分别与机座(5)固定连接成的中空腔体(24)，且轮对轴(14)与第一端盖(2a)、第二端盖(2b)之间分别设置轴承(15)，所述定子(7)位于中空腔体(24)内且与机座(5)固定连接，所述鼠笼转子(18)位于中空腔体(24)内且与轮对轴(14)固定连接，在定子(7)上固定安装线圈(4)，在鼠笼转子(18)上固定安装导条(19)，所述导条(19)通过端环(20)电连接相通。

2.根据权利要求1所述的铁路轨道车辆用全封闭交流直驱电机，其特征在于：还包括轴承(15)游隙调整装置，所述游隙调整装置由调整垫片(10)和轴承安装卡盘(11)组成，所述轴承安装卡盘(11)与相邻的轴承(15)固定连接，同时与第二端盖(2b)之间通过联接螺栓(9)连接，所述调整垫片(10)安装在第二端盖(2b)与轴承安装卡盘(11)之间。

3.根据权利要求1或者2所述的铁路轨道车辆用全封闭交流直驱电机，其特征在于：所述的轮对轴(14)上固定连接第三密封件(16)、第四密封件(21)，在第三密封件(16)、第四密封件(21)上分别设置凹槽，在第二端盖(2b)、第一端盖(2a)上分别设置凸起，所述第三密封件(16)与第二端盖(2b)之间、第四密封件(21)与第一端盖(2a)之间分别形成间隙配合，并通过凹槽与相邻的凸起卡合密封。

4.根据权利要求1或者2所述的铁路轨道车辆用全封闭交流直驱电机，其特征在于：所述的轮对轴(14)上固定连接第二密封件(13)、第六密封件(23)，在第二密封件(13)、第六密封件(23)上分别设置锯齿状交错排列的凹槽、凸起，所述的第一端盖(2a)、第二端盖(2b)分别与第五密封件(22)、第一密封件(12)连接固定，在第五密封件(22)、第一密封件(12)上分别设置锯齿状交错排列的凹槽、凸起，所述第二密封件(13)与第一密封件(12)之间、第六密封件(23)与第五密封件(22)之间分别形成迷宫式密封结构。

5.根据权利要求1所述的铁路轨道车辆用全封闭交流直驱电机，其特征在于：所述的机座(5)上设置散热筋(6)。

6.根据权利要求1所述的铁路轨道车辆用全封闭交流直驱电机，其特征在于：所述的定子(7)两端分别设置定子压圈(8)，所述定子压圈(8)与机座(5)之间固定连接。

7.根据权利要求1所述的铁路轨道车辆用全封闭交流直驱电机，其特征在于：所述的鼠笼转子(18)两端分别设置转子压圈(17)，所述转子压圈(17)与轮对轴(14)之间固定连接。

8.根据权利要求1所述的铁路轨道车辆用全封闭交流直驱电机，其特征在于：所述的轴承(15)采用圆锥滚子轴承或者深沟球加圆柱滚子轴承。