CN216959485U - 悬浮推进线圈集成化地面定子模组 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及高速磁悬浮交通技术领域，公开了一种悬浮推进线圈集成化地面定子模组。其中，该模组包括壳体以及全部一体化浇筑在壳体中的零磁通线圈、屏蔽支承板、推进线圈、螺栓衬套、高压连接器插座、第一绝缘支承定位垫块和第二绝缘支承定位垫块，推进线圈设置在第二绝缘支承定位垫块上且推进线圈的内侧通过第二绝缘支承定位垫块的水平定位部定位，第一绝缘支承定位垫块设置在推进线圈外侧的四角位置和推进线圈中间的非绝缘空间内，屏蔽支承板设置在第一绝缘支承定位垫块上且与高压连接器插座连接，零磁通线圈设置在屏蔽支承板上且通过屏蔽支承板的线圈定位部定位，螺栓衬套穿过屏蔽支承板且突出壳体的表面预定高度。

Description

悬浮推进线圈集成化地面定子模组

技术领域

本实用新型涉及高速磁悬浮交通技术领域，尤其涉及一种悬浮推进线圈集成化地面定子模组。

背景技术

由无铁芯的8字零磁通线圈和推进线圈与超导磁体组合而成的超导电动悬浮-直线电机系统具有悬浮导向自稳定、悬浮间隙大、功率密度高、损耗小等优点，在磁悬浮轨道交通，尤其是面向超高速的低真空管道磁浮列车方面具有广阔的应用前景，将无铁芯的8零磁通线圈与推进线圈集成在同一个地面定子模组中，可以大幅提高定子模组的生产效率并降低轨道铺设成本。

超导电动悬浮-电磁推进系统对定子线圈尺寸、位置的一致性要求较高，较大的装配误差将导致定子线圈产生的行波磁场出现畸变，从而使列车产生明显的车轨耦合振动，对悬浮推进系统产生不利影响，因此确保零磁通线圈和推进线圈在定子模组中的精确定位和一致性，对悬浮推进系统的稳定性至关重要。

目前使浇筑线圈在模组中保持位置精度最常用的方法为使线圈缠绕、固定在线圈骨架或铁芯齿槽上，再通过各种连接结构使骨架固定在浇筑模具或浇筑壳体上，最后进行一体化树脂浇筑成型。该方法在常导电磁悬浮系统的地面模组及干式变压器中广泛使用。然而。该方式使得模组内部连接结构复杂，在使用环氧树脂统一浇筑后，由于连接支承件与环氧树脂热膨胀系数不一致，很容易导致粘接面松动、开裂，对于有严格绝缘要求和承受交变电磁力的高压推进线圈而言，不同材料的粘接点容易形成绝缘薄弱点，从而诱发局部放电和绝缘击穿。

实用新型内容

本实用新型提供了一种悬浮推进线圈集成化地面定子模组，能够解决现有技术中的技术问题。

本实用新型提供了一种悬浮推进线圈集成化地面定子模组，其中，该模组包括壳体以及全部一体化浇筑在所述壳体中的零磁通线圈、屏蔽支承板、推进线圈、螺栓衬套、高压连接器插座、第一绝缘支承定位垫块和第二绝缘支承定位垫块，所述推进线圈设置在所述第二绝缘支承定位垫块上且所述推进线圈的内侧通过所述第二绝缘支承定位垫块的水平定位部定位，所述第一绝缘支承定位垫块设置在所述推进线圈外侧的四角位置和所述推进线圈中间的非绝缘空间内，所述屏蔽支承板设置在所述第一绝缘支承定位垫块上且与所述高压连接器插座连接，所述零磁通线圈设置在所述屏蔽支承板上且通过所述屏蔽支承板的线圈定位部定位，所述螺栓衬套穿过所述屏蔽支承板且突出所述壳体的表面预定高度。

优选地，所述壳体与所述推进线圈之间设置有第一强化层，所述壳体与所述零磁通线圈之间设置有第二强化层。

优选地，所述屏蔽支承板为绝缘玻纤层压板与导电屏蔽层复合压制而成的平板，所述导电屏蔽层通过导线与所述高压连接器插座的金属法兰导通连接。

优选地，所述第二绝缘支承定位垫块还包括伞状绝缘定位支腿，设置在所述绝缘支承定位垫块的底部用于对所述绝缘支承定位垫块进行支撑和定位，所述伞状绝缘定位支腿包括上部的伞状部分和下部的圆柱部分。

优选地，所述第二绝缘支承定位垫块还包括弧形支承部，用于托住所述推进线圈并与所述推进线圈形成线接触。

优选地，所述壳体、所述第一绝缘支承定位垫块和所述第二绝缘支承定位垫块的材料为树脂。

通过上述技术方案，集成化地面定子模组中的零磁通线圈和推进线圈被屏蔽支承板在厚度方向完全隔离，且零磁通线圈和推进线圈均不需要使用线圈骨架进行定型、支承和定位，大大简化了内部结构并提高了绝缘可靠性；并且，具有简单易实现、易于保持产品一致性的优点，且适用于快速、批量的装配生产。

附图说明

所包括的附图用来提供对本实用新型实施例的进一步的理解，其构成了说明书的一部分，用于例示本实用新型的实施例，并与文字描述一起来阐释本实用新型的原理。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，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1A-1B示出了根据本实用新型实施例的一种悬浮推进线圈集成化地面定子模组的示意图；

图2示出了根据本实用新型实施例的推进线圈绝缘支承定位结构示意图；

图3示出了根据本实用新型实施例的第二绝缘支承定位垫块的结构示意图；

图4示出了根据本实用新型实施例的推进线圈安装示意图；

图5示出了根据本实用新型实施例的螺栓衬套与屏蔽支承板在模具中的安装示意图；

图6示出了根据本实用新型实施例的零磁通线圈、表面强化层在模具中的装配示意图。

附图标记说明

1环氧树脂壳体； 2零磁通线圈； 3屏蔽支承板；

4推进线圈； 5螺栓衬套； 6高压连接器插座；

7第一绝缘支承定位垫块；8第二绝缘支承定位垫块； 9浇筑模具；

11第一强化层； 12第二强化层； 31线圈定位部；

81水平定位部； 82伞状绝缘定位支腿； 83弧形支承部；

91螺栓衬套定位销； 92凸台。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。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。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本实用新型及其应用或使用的任何限制。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作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。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本实用新型的范围。同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

图1A-1B示出了根据本实用新型实施例的一种悬浮推进线圈集成化地面定子模组的示意图。其中，图1A为集成化地面定子模组中的零磁通线圈部分的示意图，图1B为集成化地面定子模组中的推进线圈部分的示意图。

如图1-6所示，本实用新型实施例提供了一种悬浮推进线圈集成化地面定子模组，其中，该模组包括壳体1以及全部一体化浇筑在所述壳体1中的零磁通线圈2、屏蔽支承板3、推进线圈4、螺栓衬套5、高压连接器插座6、第一绝缘支承定位垫块7和第二绝缘支承定位垫块8，所述推进线圈4设置在所述第二绝缘支承定位垫块8上且所述推进线圈4的内侧通过所述第二绝缘支承定位垫块8的水平定位部81定位，所述第一绝缘支承定位垫块7设置在所述推进线圈4外侧的四角位置和所述推进线圈4中间的非绝缘空间内，所述屏蔽支承板3设置在所述第一绝缘支承定位垫块7上且与所述高压连接器插座6连接，所述零磁通线圈2设置在所述屏蔽支承板3上且通过所述屏蔽支承板3的线圈定位部31定位，所述螺栓衬套5穿过所述屏蔽支承板3且突出所述壳体1的表面预定高度。

其中，由于螺栓衬套5穿过屏蔽支承板3设置，所以其也可以预制支承面作为辅助支承与第一绝缘支承定位垫块7一起对屏蔽支承板3进行定位支承。而通过将螺栓衬套5设置为突出所述壳体1的表面预定高度，可以确保壳体下平面不与安装墙面接触。

通过上述技术方案，集成化地面定子模组中的零磁通线圈和推进线圈被屏蔽支承板在厚度方向完全隔离，且零磁通线圈和推进线圈均不需要使用线圈骨架进行定型、支承和定位，大大简化了内部结构并提高了绝缘可靠性；并且，具有简单易实现、易于保持产品一致性的优点，且适用于快速、批量的装配生产。

举例来讲，零磁通线圈2可以为由导线绕制的8字型线圈绕组，上下线圈引出线并联连接并向下引出，由此可以保证悬浮电流流向在上下线圈中相反。以图1为例，两个8字线圈的绕向、电流流向一致。所述推进线圈4可以为由导线绕制的无铁芯环形线圈绕组(即，环形空心线圈)，由第二绝缘支承定位垫块8提供底部的绝缘距离，推进线圈4的两条引出线向下引出并与一体化浇筑的高压连接器插座连接。

根据本实用新型一种实施例，线圈定位部31可以为线圈定位销，设置在屏蔽支承板3上，数量可以为多个，由此可以通过多个线圈定位销对零磁通线圈进行定位。

根据本实用新型一种实施例，水平定位部81可以为水平定位销，设置在第二绝缘支承定位垫块8的侧边，由此可以通过水平定位销对推进线圈进行定位。

根据本实用新型一种实施例，螺栓衬套5可以采用复合玻纤绝缘材料，其浇筑在壳体1中可以将零磁通线圈2和推进线圈4产生的交变电磁力传递至紧固螺栓。

根据本实用新型一种实施例，所述壳体1与所述推进线圈4之间设置有第一强化层11，所述壳体1与所述零磁通线圈2之间设置有第二强化层12。

具体地，通过一体化浇筑，第一强化层11和第二强化层12与壳体1共同构成集成化地面定子模组的表面强化层。

举例来讲，第一强化层和第二强化层可以为玻纤网格布。第一强化层和第二强化层的厚度可以根据实际情况设定，本实用新型不对此进行限定。

通过设置第一强化层和第二强化层可以实现模组表面的强化。

根据本实用新型一种实施例，所述屏蔽支承板3为绝缘玻纤层压板与导电屏蔽层复合压制而成的平板，所述导电屏蔽层通过导线与所述高压连接器插座6的金属法兰导通连接。

本实用新型所述的屏蔽支承板可以为零磁通线圈提供支承所需的平整度及硬度。

根据本实用新型一种实施例，如图3所示，所述第二绝缘支承定位垫块8还包括伞状绝缘定位支腿82，设置在所述绝缘支承定位垫块8的底部用于对所述绝缘支承定位垫块8进行支撑和定位，所述伞状绝缘定位支腿82包括上部的伞状部分和下部的圆柱部分。

举例来讲，伞状绝缘定位支腿82的数量大于或等于2个。

通过设置伞状绝缘定位支腿，可以提高与二次浇筑树脂的粘接面积和绝缘可靠性。

根据本实用新型一种实施例，如图3所示，所述第二绝缘支承定位垫块8还包括弧形支承部83，用于托住所述推进线圈4并与所述推进线圈4形成线接触。

根据本实用新型一种实施例，所述壳体1、所述第一绝缘支承定位垫块7和所述第二绝缘支承定位垫块8的材料为树脂。

举例来讲，所述壳体1为环氧树脂壳体，所述第一绝缘支承定位垫块7和所述第二绝缘支承定位垫块8也可以采用同样的环氧树脂材料(通过真空浇筑而成)。

采用相同的树脂材质可以保证与树脂壳体具有相同的绝缘性能和热膨胀系数。

本实用新型实施例还提供了一种悬浮推进线圈集成化地面定子模组制造方法，其中，该方法包括：

S100，在浇筑模具中第一预定位置设置第二绝缘支承定位垫块以及第二预定位置设置高压连接器插座；

S102，在所述第二绝缘支承定位垫块上设置推进线圈且所述推进线圈的内侧通过所述第二绝缘支承定位垫块的水平定位部定位；

举例来讲，第二绝缘支承定位垫块侧边的水平定位部扣住推进线圈的内侧对推进线圈进行定位。

由于推进线圈绕制时一般以内定心方式绕制，其内边缘尺寸形状可以精确控制，因此在所有水平定位部全部扣住推进线圈4内边缘后，不需要进行额外的位置精调。

S104，在所述推进线圈外侧的四角位置和所述推进线圈中间的非绝缘空间内设置第一绝缘支承定位垫块；

举例来讲，浇筑模具在推进线圈中心及四角部分设置凸台92作为屏蔽支承板与零磁通线圈组件的支承面，在凸台92上布置厚度相同的第一绝缘支承定位垫块(预制绝缘垫块)。通过第一绝缘支承定位垫块可以保证屏蔽支承板厚度方向的安装尺寸。

S106，在所述第一绝缘支承定位垫块上设置屏蔽支承板且所述屏蔽支承板与所述高压连接器插座连接；

S108，在所述屏蔽支承板上设置零磁通线圈且所述零磁通线圈通过所述屏蔽支承板的线圈定位部定位；

其中，在将零磁通线圈设置在定位好的屏蔽支承板上，即可保证厚度方向位置精度。

S110，在所述浇筑模具中的第三预定位置设置螺栓衬套；

其中，第三预定位置可以设置有螺栓衬套定位销91，由此可以通过螺栓衬套定位销精确固定所有螺栓衬套的安装位置，螺栓衬套孔与浇筑模具9上预制的螺栓衬套定位销91为小间隙配合，实现可靠定位。螺栓衬套也可预制支承面作为屏蔽支承板的辅助支承，在螺栓衬套对应位置处加工通孔并与完成定位的螺栓衬套配合，使螺栓衬套成为定位销，即可保证屏蔽支承板与推进线圈之间的绝缘厚度和水平方向的位置精度。

S112，在所述浇筑模具中将零磁通线圈、屏蔽支承板、推进线圈、螺栓衬套、高压连接器插座、第一绝缘支承定位垫块和第二绝缘支承定位垫块全部一体化浇筑在壳体中，其中所述螺栓衬套穿过屏蔽支承板且突出所述壳体的表面预定高度。

举例来讲，浇筑模具9底部在每个螺栓衬套处可以预制预定厚度的沉孔，与螺栓衬套外圆柱面小间隙配合，确保浇筑完成后螺栓衬套底面可以突出模组下表面一定高度。通过在屏蔽支承板上与螺栓衬套对应位置开设通孔，可以使螺栓衬套穿过屏蔽支撑板，通孔与螺栓衬套外圆柱面小间隙配合，形成平面方向的精确定位。

通过上述技术方案，集成化地面定子模组中的零磁通线圈和推进线圈被屏蔽支承板在厚度方向完全隔离，且零磁通线圈和推进线圈均不需要使用线圈骨架进行定型、支承和定位，大大简化了内部结构并提高了绝缘可靠性；并且，具有简单易实现、易于保持产品一致性的优点，且适用于快速、批量的装配生产。

根据本实用新型一种实施例，每个推进线圈至少由四个第二绝缘支承定位垫块支承四条横边，以使推进线圈与浇筑模具9底部的绝缘间距及其在水平方向的安装位置得到精确保证。

也就是，对于单个推进线圈，可以在四角/四边设置四个及以上的第二绝缘支承定位垫块即可约束推进线圈的所有自由度。

其中，第二绝缘支承定位垫块可以采用模具批量浇筑而成，因此生产过程中可以保证所有推进线圈定位装置的一致性。

根据本实用新型一种实施例，对于S108中的线圈定位部，可以通过如下步骤设置：在完成精确定位的屏蔽支承板上绕零磁通线圈内边缘预制若干定位通孔，在定位通孔中安装线圈定位部(定位销或由定位销固定的定位块)，并通过线圈定位部完全扣住零磁通线圈内边缘，即可保证零磁通线圈水平方向的位置精度。其中，零磁通线圈的上线圈和下线圈内边缘分别通过对应的线圈定位部扣住。

举例来讲，对于每个零磁通线圈，可以至少设置4根定位销或2个由定位销固定的整块定位块对零磁通线圈平面方向自由度进行可靠约束。由于零磁通线圈绕制时同样以内定心方式绕制，因此该定位方式可以保证零磁通线圈准确的位置精度及其一致性。

根据本实用新型一种实施例，该方法还包括：

在所述浇筑模具底面与所述推进线圈之间设置第一强化层；

在所述零磁通线圈上(即，上表面，不与屏蔽支承层相对的那一面)设置第二强化层。

其中，第一强化层和第二强化层可以为玻纤网格布。第一强化层和第二强化层的厚度可以根据实际情况设定，本实用新型不对此进行限定。

上模具板合模后，玻纤网格布在厚度方向被完全约束，确保其整体处于模组外表面。通过一体化浇筑，第一强化层和第二强化层与壳体共同构成集成化地面定子模组的表面强化层

根据本实用新型一种实施例，在浇筑模具中第一预定位置设置第二绝缘支承定位垫块包括：

在浇筑模具中第一预定位置的定位沉孔中设置第二绝缘支承定位垫块的伞状绝缘支腿的圆柱部分，所述伞状绝缘支腿的伞状部分(弧形伞状部分)位于所述定位沉孔外。

也就是，伞状绝缘支腿最底部的圆柱部分直接插入浇筑模具9底面的定位沉孔中，与定位沉孔小间隙配合。每个第二绝缘支承定位垫块中的2个或2个以上的伞状绝缘支腿可以保证第二绝缘支承定位垫块的定位、安装稳定性。伞状绝缘支腿圆柱部分以上的弧形伞状面同时起到压紧第一强化层11的作用，能够防止其浇筑时漂浮。

其中，定位沉孔可以在浇筑模具的底面上预先开设，用以与第二绝缘支承定位垫块底部的伞状绝缘定位支腿配合，确保每个模组中的第二绝缘支承定位垫块安装位置的一致性。

根据本实用新型一种实施例，所述第二绝缘支承定位垫块还设置有弧形支承部，所述弧形支承部托住所述推进线圈并与所述推进线圈形成线接触。

通过弧形支承部与推进线圈的线接触，可以在浇筑树脂时使树脂充分浸入支承面，避免支承面出现空泡等绝缘缺陷。

根据本实用新型一种实施例，该方法还包括在零磁通线圈与屏蔽支承板之间设置预定厚度的玻纤网格布进行浇筑后的粘结面强化，确保浇筑时与树脂的可靠粘接。

本领域技术人员应当理解，上述关于材料和数量的描述仅仅是示例性的，并非用于限定本实用新型。

从上述实施例可以看出，本实用新型相比于现有技术，至少具有以下优点：

1)本实用新型所述的集成化地面定子模组的结构总成使零磁通线圈和推进线圈均不需要使用线圈骨架进行定型、支承和定位，大大简化了内部结构并提高了绝缘可靠性；

2)该结构总成中各线圈、组件的定位、支承均仅依靠下模具实施而不依靠上模具，降低了对上下模具的配合要求；

3)该结构总成中每个组件的支承、定位均仅需要将支承定位件与其基础上预制的定位销、孔安装配合即可实现精确定位，不需要安装后的精调装置，极大节省了装配工时，各组件从下到上的定位基准均为机加工的浇筑模具，可以保证所有组件具备较高的内部定位精度。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，方位词如“前、后、上、下、左、右”、“横向、竖向、垂直、水平”和“顶、底”等所指示的方位或位置关系通常是基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，在未作相反说明的情况下，这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型保护范围的限制；方位词“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外。

为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。

此外，需要说明的是，使用“第一”、“第二”等词语来限定零部件，仅仅是为了便于对相应零部件进行区别，如没有另行声明，上述词语并没有特殊含义，因此不能理解为对本实用新型保护范围的限制。

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，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可有各种更改和变化。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)

1.一种悬浮推进线圈集成化地面定子模组，其特征在于，该模组包括壳体(1)以及全部一体化浇筑在所述壳体(1)中的零磁通线圈(2)、屏蔽支承板(3)、推进线圈(4)、螺栓衬套(5)、高压连接器插座(6)、第一绝缘支承定位垫块(7)和第二绝缘支承定位垫块(8)，所述推进线圈(4)设置在所述第二绝缘支承定位垫块(8)上且所述推进线圈(4)的内侧通过所述第二绝缘支承定位垫块(8)的水平定位部(81)定位，所述第一绝缘支承定位垫块(7)设置在所述推进线圈(4)外侧的四角位置和所述推进线圈(4)中间的非绝缘空间内，所述屏蔽支承板(3)设置在所述第一绝缘支承定位垫块(7)上且与所述高压连接器插座(6)连接，所述零磁通线圈(2)设置在所述屏蔽支承板(3)上且通过所述屏蔽支承板(3)的线圈定位部(31)定位，所述螺栓衬套(5)穿过所述屏蔽支承板(3)且突出所述壳体(1)的表面预定高度。

2.根据权利要求1所述的模组，其特征在于，所述壳体(1)与所述推进线圈(4)之间设置有第一强化层(11)，所述壳体(1)与所述零磁通线圈(2)之间设置有第二强化层(12)。

3.根据权利要求2所述的模组，其特征在于，所述屏蔽支承板(3)为绝缘玻纤层压板与导电屏蔽层复合压制而成的平板，所述导电屏蔽层通过导线与所述高压连接器插座(6)的金属法兰导通连接。

4.根据权利要求1所述的模组，其特征在于，所述第二绝缘支承定位垫块(8)还包括伞状绝缘定位支腿(82)，设置在所述绝缘支承定位垫块(8)的底部用于对所述绝缘支承定位垫块(8)进行支撑和定位，所述伞状绝缘定位支腿(82)包括上部的伞状部分和下部的圆柱部分。

5.根据权利要求4所述的模组，其特征在于，所述第二绝缘支承定位垫块(8)还包括弧形支承部(83)，用于托住所述推进线圈(4)并与所述推进线圈(4)形成线接触。

6.根据权利要求1-5中任一项所述的模组，其特征在于，所述壳体(1)、所述第一绝缘支承定位垫块(7)和所述第二绝缘支承定位垫块(8)的材料为树脂。

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