CN209072236U - 一种用于列车电机的控制安全冗余机构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于列车电机的控制安全冗余机构，包括电机主体，所述进气罩安装于电机主体的侧部，所述电机主体临近进气罩的侧部安装有过滤网，所述电机主体远离进气罩的一侧安装有排气孔，所述定子铁芯的侧部均匀等距开有通风口，所述电机主体的侧部安装有轴承，所述轴承的内部转动安装有驱动轴，所述驱动轴的外部安装有第一齿轮，所述壳体的内壁安装有电磁铁，所述电磁铁的下部吸附有第二齿轮，所述壳体的侧部通过转轴转动安装有第三齿轮。本实用新型通过进气罩实现进气，通过通风口和排气孔有效的对电机主体的内部进行散热，通过电磁铁吸附第二齿轮，实现电机转动过程中的刹车，进一步提高列车电机的安全性。

Description

一种用于列车电机的控制安全冗余机构

技术领域

本实用新型属于列车电机控制的安全装置技术领域，具体是涉及一种用于列车电机的控制安全冗余机构。

背景技术

动车组就是由动车和拖车组成或全部由若干动车固定连挂在一起组成的车组，主要用于高速铁路旅客运输，目前动车组多数都采用电力驱动，由外部接触网供电，在电力驱动的列车中，牵引电机得到广泛的应用。

牵引电机是直接带动车轮旋转的电机，由于串励式直流电动机有很好的拖动特性，速度控制也方便，长期来电力机车都是采用直流电机牵引。但直流电机的电刷与换向器磨损是致命的缺点，维护保养频繁又麻烦。自从有了大功率电力电子器件，各类变流器、逆变器得到普及应用，电力机车开始采用三相交流电机，相比直流电动机交流电动机没有电刷与换向器，没有直接磨损部件，故障率与维护大大减少；由于换向器限制了电压与电流，直流电机无法做到特大功率，而交流电机可以做到很大的功率；交流电机单位重量功率比直流电机高出2倍以上，造价也低很多，所以目前动车组牵引电机均采用三相交流电机。

在现有动车组的运行过程中，由于车速很高，电机的安全控制是保证动车组运行的前提，但是，现有的电机在运行过程中，电机不能进行有效的散热，导致电机内部的温度过高，内部器件产生损坏，影响电机的正常运行；另一方面，在刹车过程中，在速度急速降低的过程中，容易导致电机损坏。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种用于列车电机的控制安全冗余机构，以解决上述背景技术中提出现有技术中电机散热不良、刹车容易损坏电机的技术问题。

为实现上述目的，本实用新型采用了如下技术方案：一种用于列车电机的控制安全冗余机构，包括电机主体、壳体和进气罩，所述进气罩安装于电机主体的侧部，所述电机主体的内部固定套接有定子铁芯，所述定子铁芯的内侧固定卡接有三相绕组，所述电机主体的侧部安装有轴承，所述轴承的内部转动安装有驱动轴，所述驱动轴的一侧固定套接有转子铁芯，所述壳体活动套接于驱动轴远离转子铁芯的一侧，所述驱动轴的外部安装有第一齿轮，所述壳体的内壁安装有电磁铁。

优选的，所述电磁铁的下部吸附有第二齿轮，所述第二齿轮的侧部通过复位弹簧与驱动轴的侧部相连，所述壳体的侧部通过转轴转动安装有第三齿轮，所述第三齿轮与第一齿轮相对设置。

优选的，所述电机主体临近进气罩的侧部安装有过滤网，所述电机主体远离进气罩的一侧安装有排气孔。

优选的，所述定子铁芯的侧部均匀等距开有通风口。

优选的，所述转子铁芯的外壁与定子铁芯的外壁相贴。

优选的，所述进气罩相对于电机主体对称设置有两组，且所述进气罩临近电机主体一侧的直径小于远离电机主体一侧的直径。

优选的，所述排气孔相对于电机主体对称设置有两组，且所述排气孔呈扩孔设置。

优选的，所述通风口相对于定子铁芯的中心轴呈中心对称设置，且所述通风口的侧截面呈圆形设置。

优选的，所述驱动轴与转子铁芯临近的一侧转动安装有测速齿轮，所述测速齿轮的侧部安装有测速仪。

优选的，所述转子铁芯的外部套接有导条，且所述导条的侧截面呈凸字形设置。

优选的，所述第一齿轮的长度与第三齿轮的长度相同，且所述第一齿轮与第三齿轮同轴设置。

优选的，所述电磁铁相对于壳体对称设置有两组，且所述电磁铁的侧部开有与第二齿轮相配合的凹槽。

优选的，所述第二齿轮包括上内齿轮和下内齿轮，所述上内齿轮与下内齿轮呈相对设置。

优选的，所述的进气罩与列车空调系统的冷风出口连接。采用列车空调系统的冷风对电机主体进行降温处理。

优选的，所述的安全冗余机构还包括降温装置；所述降温装置有冷风出风口，所述的冷风出风口与进气罩连接。所述的降温装置为空调。

优选的，所述的电机主体内设置有测温装置。

优选的，所述的降温装置的温度设定与电机主体内的温度相关；当电机主体温度越高，降温装置的温度设定越低，以更好地使电机主体实现降温的作用，以提高安全性。

优选的，所述测温装置检测到的电机主体的温度为T1，所述空调的设定温度为T2，其中T1和T2反相关。进一步的，所述的T1和T2满足以下关系：

T2＝T1-T；

其中，T为温度平衡值，取值范围为40-65摄氏度。上述的温度单位均为摄氏度。

本实用新型的技术效果和优点：

本实用新型提出的一种用于列车电机的控制安全冗余机构，与现有技术相比，具有以下优点：

1、本实用新型的用于列车电机的控制安全冗余机构通过进气罩实现进气，通过过滤网对空气中的灰尘进行过滤，通过通风口实现空气在电机主体内部的流通，通过排气孔将加热后的空气排出，有效的实现对电机主体内部的散热，保证电机主体运行的安全。

2、本实用新型的用于列车电机的控制安全冗余机构通过进气罩实现进气，通过运行和停止电磁铁运行，电磁铁运行时，对第二齿轮的侧部进行吸附，使得第二齿轮动第一齿轮和第三齿轮的侧部脱离，从而使得第三齿轮不转动，进而达到切断过程，进行减速，停止电磁铁运行，在复位弹簧的作用下，第二齿轮复位，并重新与第一齿轮和第三齿轮啮合，实现第三齿轮的转动，避免刹车对电机主体产生的不良影响。

3、本实用新型的用于列车电机的控制安全冗余机构通过进气罩实现进气，通过定子铁芯、三相绕组、转子铁芯，有效的实现内部驱动轴的转动，充分有效的实现转动功能。

4、本实用新型的用于列车电机的控制安全冗余机构通过进气罩实现进气，通过设置降温装置，以根据电机主体的温度设定空调的温度。

5、本实用新型的用于列车电机的控制安全冗余机构通过进气罩实现进气，采用列车的空调系统作为电机主体降温装置，不必采用额外的降温装置，使电机主体实现降温的作用，以提高安全性。

附图说明

图1为本实用新型的用于列车电机的控制安全冗余机构结构示意图。

图2为本实用新型的用于列车电机的控制安全冗余机构转子铁芯部分结构侧视剖视图。

图3为本实用新型的用于列车电机的控制安全冗余机构导条部分结构侧视剖视图。

图4为本实用新型的用于列车电机的控制安全冗余机构电磁铁未运行时第二齿轮啮合部分结构侧视图。

图5为本实用新型的用于列车电机的控制安全冗余机构电磁铁运行时第二齿轮脱离部分结构侧视图。

图中：1、电机主体；2、壳体；3、进气罩；4、过滤网；5、排气孔；6、定子铁芯；7、三相绕组；8、通风口；9、轴承；10、驱动轴；11、转子铁芯；12、第一齿轮；13、电磁铁；14、第二齿轮；15、复位弹簧；16、转轴；17、第三齿轮；18、测速齿轮；19、测速仪；20、导条；21、凹槽；22、上内齿轮；23、下内齿轮。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

实施例1

如图1-5所示，一种用于列车电机的控制安全冗余机构，包括电机主体1、壳体2和进气罩3，所述进气罩3安装于电机主体1的侧部，所述电机主体1临近进气罩3的侧部安装有过滤网4，过滤网4用于对空气进行过滤，所述电机主体1远离进气罩3的一侧安装有排气孔5，所述电机主体1的内部固定套接有定子铁芯6，所述定子铁芯6的内侧固定卡接有三相绕组7，所述定子铁芯6的侧部均匀等距开有通风口8，所述电机主体1的侧部安装有轴承9，所述轴承9的内部转动安装有驱动轴10，所述驱动轴10的一侧固定套接有转子铁芯11，所述转子铁芯11的外壁与定子铁芯6的外壁相贴，所述壳体2活动套接于驱动轴10远离转子铁芯11的一侧，所述驱动轴10的外部安装有第一齿轮12，所述壳体2的内壁安装有电磁铁13，所述电磁铁13的下部吸附有第二齿轮14，所述第二齿轮14的侧部通过复位弹簧15与驱动轴10的侧部相连，复位弹簧15用于对第二齿轮14进行复位，所述壳体2的侧部通过转轴16转动安装有第三齿轮17，所述第三齿轮17与第一齿轮12相对设置。

所述进气罩3相对于电机主体1对称设置有两组，且所述进气罩3临近电机主体1一侧的直径小于远离电机主体1一侧的直径。进气罩3方便外部空气的进入，方便对电机主体1的内部结构进行换热，达到保护的目的。

所述排气孔5相对于电机主体1对称设置有两组，且所述排气孔5呈扩孔设置。方便换热后气体的排出，有效的将热量排出，达到对内部结构的保护。

所述通风口8相对于定子铁芯6的中心轴呈中心对称设置，且所述通风口8的侧截面呈圆形设置。通风口8较好的实现通风，保证散热效果，防止内部结构过热损坏。所述的进气罩与列车空调系统的冷风出口连接。采用列车空调系统的冷风对电机主体进行降温处理。

所述驱动轴10与转子铁芯11临近的一侧转动安装有测速齿轮18，所述测速齿轮18的侧部安装有测速仪19。测速齿轮18方便速度的测量，测速仪19为激光测速仪，用于对测速齿轮18的转速进行测量，便于对速度进行监测。

所述转子铁芯11的外部套接有导条20，且所述导条20的侧截面呈凸字形设置。导条20为铜导条，保证较高的启动转矩和过载能力，提高电流密度和过流能力。

所述第一齿轮12的长度与第三齿轮17的长度相同，且所述第一齿轮12与第三齿轮17同轴设置。方便第一齿轮12对第三齿轮17的传动，保证传动的质量和效果。

所述电磁铁13相对于壳体2对称设置有两组，且所述电磁铁13的侧部开有与第二齿轮14相配合的凹槽21。凹槽21更好的实现对第二齿轮14的吸附，保证吸附的牢固性，实现有效的脱离。

所述第二齿轮14包括上内齿轮22和下内齿轮23，所述上内齿轮22与下内齿轮23呈相对设置。上内齿轮22和下内齿轮23的组合形式，更好的实现第二齿轮14从第一齿轮12和第三齿轮17的侧部脱离。

工作原理：通过进气罩3实现进气，通过过滤网4对空气中的灰尘进行过滤，通过通风口8实现空气在电机主体1内部的流通，通过排气孔5将加热后的空气排出，有效的实现对电机主体1内部的散热，保证电机主体1运行的安全，通过运行和停止电磁铁13运行，电磁铁13运行时，对第二齿轮14的侧部进行吸附，使得第二齿轮14动第一齿轮12和第三齿轮17的侧部脱离，从而使得第三齿轮17不转动，进而达到切断过程，进行减速，停止电磁铁13运行，在复位弹簧15的作用下，第二齿轮14复位，并重新与第一齿轮12和第三齿轮17啮合，实现第三齿轮17的转动，避免刹车对电机主体1产生的不良影响。

实施例2

一种用于列车电机的控制安全冗余机构，包括电机主体1、壳体2和进气罩3，所述进气罩3安装于电机主体1的侧部，所述电机主体1临近进气罩3的侧部安装有过滤网4，过滤网4用于对空气进行过滤，所述电机主体1远离进气罩3的一侧安装有排气孔5，所述电机主体1的内部固定套接有定子铁芯6，所述定子铁芯6的内侧固定卡接有三相绕组7，所述定子铁芯6的侧部均匀等距开有通风口8，所述电机主体1的侧部安装有轴承9，所述轴承9的内部转动安装有驱动轴10，所述驱动轴10的一侧固定套接有转子铁芯11，所述转子铁芯11的外壁与定子铁芯6的外壁相贴，所述壳体2活动套接于驱动轴10远离转子铁芯11的一侧，所述驱动轴10的外部安装有第一齿轮12，所述壳体2的内壁安装有电磁铁13，所述电磁铁13的下部吸附有第二齿轮14，所述第二齿轮14的侧部通过复位弹簧15与驱动轴10的侧部相连，复位弹簧15用于对第二齿轮14进行复位，所述壳体2的侧部通过转轴16转动安装有第三齿轮17，所述第三齿轮17与第一齿轮12相对设置。

所述进气罩3相对于电机主体1对称设置有两组，且所述进气罩3临近电机主体1一侧的直径小于远离电机主体1一侧的直径。进气罩3方便外部空气的进入，方便对电机主体1的内部结构进行换热，达到保护的目的。

所述排气孔5相对于电机主体1对称设置有两组，且所述排气孔5呈扩孔设置。方便换热后气体的排出，有效的将热量排出，达到对内部结构的保护。

所述通风口8相对于定子铁芯6的中心轴呈中心对称设置，且所述通风口8的侧截面呈圆形设置。通风口8较好的实现通风，保证散热效果，防止内部结构过热损坏。

所述驱动轴10与转子铁芯11临近的一侧转动安装有测速齿轮18，所述测速齿轮18的侧部安装有测速仪19。测速齿轮18方便速度的测量，测速仪19为激光测速仪，用于对测速齿轮18的转速进行测量，便于对速度进行监测。

所述转子铁芯11的外部套接有导条20，且所述导条20的侧截面呈凸字形设置。导条20为铜导条，保证较高的启动转矩和过载能力，提高电流密度和过流能力。

所述第一齿轮12的长度与第三齿轮17的长度相同，且所述第一齿轮12与第三齿轮17同轴设置。方便第一齿轮12对第三齿轮17的传动，保证传动的质量和效果。

所述电磁铁13相对于壳体2对称设置有两组，且所述电磁铁13的侧部开有与第二齿轮14相配合的凹槽21。凹槽21更好的实现对第二齿轮14的吸附，保证吸附的牢固性，实现有效的脱离。

所述第二齿轮14包括上内齿轮22和下内齿轮23，所述上内齿轮22与下内齿轮23呈相对设置。上内齿轮22和下内齿轮23的组合形式，更好的实现第二齿轮14从第一齿轮12和第三齿轮17的侧部脱离。

所述的安全冗余机构还包括降温装置；所述降温装置有冷风出风口，所述的冷风出风口与进气罩连接。所述的降温装置为空调。

所述的电机主体内设置有测温装置。所述的降温装置的温度设定与电机主体内的温度相关；当电机主体温度越高，降温装置的温度设定越低，以更好地使电机主体实现降温的作用，以提高安全性。

所述测温装置检测到的电机主体的温度为T1，所述空调的设定温度为T2，其中T1和T2反相关。进一步的，所述的T1和T2满足以下关系：

T2＝T1-T；

其中，T为温度平衡值，取值范围为40-65摄氏度。上述的温度单位均为摄氏度。

最后应说明的是：以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种用于列车电机的控制安全冗余机构，包括电机主体(1)、壳体(2)和进气罩(3)，其特征在于：所述进气罩(3)安装于电机主体(1)的侧部，所述电机主体(1)的内部固定套接有定子铁芯(6)，所述定子铁芯(6)的内侧固定卡接有三相绕组(7)，所述电机主体(1)的侧部安装有轴承(9)，所述轴承(9)的内部转动安装有驱动轴(10)，所述驱动轴(10)的一侧固定套接有转子铁芯(11)，所述壳体(2)活动套接于驱动轴(10)远离转子铁芯(11)的一侧，所述驱动轴(10)的外部安装有第一齿轮(12)，所述壳体(2)的内壁安装有电磁铁(13)。

2.根据权利要求1所述的一种用于列车电机的控制安全冗余机构，其特征在于：所述进气罩(3)相对于电机主体(1)对称设置有两组，且所述进气罩(3)临近电机主体(1)一侧的直径小于远离电机主体(1)一侧的直径。

3.根据权利要求1或2所述的一种用于列车电机的控制安全冗余机构，其特征在于：所述电机主体(1)远离进气罩的一侧安装有排气孔(5)，所述排气孔(5)相对于电机主体(1)对称设置有两组，且所述排气孔(5)呈扩孔设置。

4.根据权利要求3所述的一种用于列车电机的控制安全冗余机构，其特征在于：所述定子铁芯(6)的侧部均匀等距开有通风口(8)。

5.根据权利要求4所述的一种用于列车电机的控制安全冗余机构，其特征在于：所述驱动轴(10)与转子铁芯(11)临近的一侧转动安装有测速齿轮(18)。

6.根据权利要求5所述的一种用于列车电机的控制安全冗余机构，其特征在于：所述转子铁芯(11)的外部套接有导条(20)，且所述导条(20)的侧截面呈凸字形设置。