IT9020843A1 - Gruppo ruota-motore elettrico per carrelli di veicoli ferrotranviari - Google Patents

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Description

DESCRIZIONE dell'invenzione industriale
La presente invenzione si riferisce ad un gruppo ruota-motore elettrico per carrelli di veicoli ferrotranviari.
Più in particolare l'invenzione si riferisce ad un gruppo ruota-motore elettrico per carrelli a trazione distribuita.
Sono noti carrelli a trazione distribuita in cui motori indipendenti sono collegati alle ruote mediante relativi riduttori. Ciò comporta periodiche manutenzioni degli organi meccanici con conseguenti operazioni di montaggio e smontaggio di lunga durata.
Altri carrelli per veicoli ferrotranviari sono dotati di un unico motore che trasmette la trazione alle ruote mediante una coppia di riduttori, ma che dati gli ingombri in altezza non consente di essere utilizzato per le carrozze a pianale ribassato che recentemente stanno diffondendosi.
Scopo della presente invenzione è quello di realizzare un gruppo ruota-motore elettrico che consenta con ingombri ridotti di realizzare carrelli per veicoli ferrotranviari a trazione distribuita semplici ed affidabili.
Ulteriore scopo è quello di ridurre in modo significante i problemi legati alle manutenzioni.
In vista di tali scopi è stato realizzato un gruppo ruota-motore elettrico per carrelli di veicoli ferrotranviari in cui su un supporto di detto carrello é previsto un asse fisso sul quale è girevolmente montato un mozzo-ruota solidale ad un cerchione, tra detto mozzo-ruota e detto cerchione essendo interposti mezzi ammortizzatori, caratterizzato dal fatto che detto mozzo-ruota è sagomato e sostiene stabilmente un induttore di un motore sincrono a magneti permanenti, l'indotto di detto motore essendo fissato a detto asse fisso per scaricare su detto carrello una coppia di reazione, essendo inoltre fissata su detto indotto una piastra recante una morsettiera collegata ad un azionamento.
In particolare, secondo l'invenzione, detto induttore e detto indotto sono racchiusi entro un carter di protezione fissato su detto indotto.
Inoltre detto azionamento, in una realizzazione preferita, è un azionamento ad inverter a frequenza e tensioni variabili.
Sempre secondo l'invenzione, detto induttore è fissato a detto mozzo-ruota mediante un anello di bulloni ed è sagomato per avere un andamento sostanzialmente parallelo alla sagoma di detto mozzo-ruota.
L'indotto di detto motore sincrono essendo fissato a detto asse fisso mediante bullonatura.
Perdippiù tra detto asse fisso e detto mozzo-ruota sono previsti cuscinetti reggispinta.
In una realizzazione preferita detto motore sincrono a magneti permanenti è un motore ad alto numero di poli.
Per meglio comprenderne le caratteristiche ed ulteriori vantaggi, la presente invenzione verrà descritta con riferimento alla tavola allegata in cui l'unica figura mostra una vista parzialmente sezionata di un gruppo ruota-motore elettrico secondo questa invenzione.
Riferendosi all'unica figura con 11 viene complessivamente indicato un gruppo ruota-motore elettrico costituito da un asse 12, fissato ad un carrello (non mostrato), su cui è girevolmente montato un mozzo-ruota 13 mediante interposizione di cuscinetti reggispinta 14.
Esternamente e coassialmente al mozzo ruota 13 è previsto un cerchione 15 e tra quest'ultimo ed il mozzo è interposta una pluralità di elementi ammortizzatori in gomma 16 facenti funzione di ammortizzatori primari. Il mozzo-ruota 13 presenta internamente una sagoma ad incavo anulare 17 entro cui è alloggiato un induttore 18 di un motore sincrono ad alto numero di poli indicato complessivamente con 19.
Una porzione 20 dell'induttore 18 è sagomata in modo da avere un andamento circa parallelo alla sagoma ad incavo anulare 17 del mozzo-ruota 13, cui l'induttore 18 è fissato mediante un anello di bulloni 21.
Un indotto 22 del motore sincrono 19 è invece fissato, mediante una bullonatura 23, all'asse 12 trasmettendo in questo modo al carrello (non mostrato) la coppia di reazione; su una piastra 24, fissata con bulloni 26 all'indotto 22, è prevista una morsettiera 25 che connette il motore 19 con un azionamento ad inverter a frequenza e tensioni variabili (non mostrato).
La soluzione proposta secondo la presente invenzione, presenta particolari vantaggi quando si considerano carrelli ferrotranviari a ruote indipendenti studiati per impieghi su veicoli a pianale ribassato, destinati a svolgere un servizio nell'area urbana e su tracciati tortuosi.
In particolare, secondo la presente invenzione, si realizza l'applicazione del motore direttamente sulla ruota, senza interposizione di riduttore di giri, grazie alla realizzazione dell'induttore sul perimetro della macchina elettrica consentendo, così, l'erogazione di maggior coppia motrice a parità di peso e dimensione d'ingombro nei motori tradizionali.
Dalla figura appare la semplicità e l'affidabilità della presente realizzazione, in cui il mozzo ruota sostiene l'induttore che trasmette direttamente la coppia motrice, mentre l'indotto, in pratica fissato al carrello, scarica su quest'ultimo la coppia di reazione senza l'ausilio di barre esterne alla ruota. La tipica realizzazione prevede un alto numero di poli del motore, al fine di ridurre al minimo la massa del circuito magnetico, essendo le altre parti passive del motore realizzate in lega leggera e quindi poco influenti sulla massa totale.
Un'altra caratteristica particolare della realizzazione è rappresentata dalla ridotta sporgenza del motore rispetto al profilo della ruota, con vantaggi sullo sfruttamento della sagoma limite e sul fatto che il baricentro 27 del motore viene a trovarsi vicino ai cuscinetti della ruota.
L'assoluta mancanza di organi meccanici sottoposti ad usura acquista particolare importanza in quanto i carrelli a ruote indipendenti prevedono un motore per ogni singola ruota e ciò significa una pluralità di motori per veicolo senza problemi di manutenzione.
La flessibilità del controllo dei motori consente una facile iscrizione del carrello nelle curve a piccolo raggio con conseguente riduzione del rumore provocato dall'attrito tra ruota e rotaia.
In un'applicazione per rotabili ferrotranviarie con potenza di trazione distribuita, ogni gruppo ruota motore elettrico può essere alimentato mediante azionamento ad inverter con proprio regolatore di coppia/giri, mentre un’unità centrale di governo si interfaccia con il banco di manovra e con tutti gli azionamenti quanti sono i gruppi ruota-motore elettrico, con compiti di comando, sorveglianza, diagnostica e sicurezza.

Claims (7)

  1. RIVENDICAZIONI 1. Gruppo ruota-motore elettrico per carrelli di veicoli ferrotranviari in cui su un supporto di detto carrello è previsto un asse fisso sul quale è girevolmente montato un mozzo-ruota solidale ad un cerchione, tra detto mozzo-ruota e detto cerchione essendo interposti mezzi ammortizzatori, caratterizzato dal fatto che detto mozzo-ruota è sagomato e sostiene stabilmente un induttore di un motore sincrono a magneti permanenti, l'indotto di detto motore essendo fissato a detto asse fisso per scaricare su detto carrello una coppia di reazione, essendo inoltre fissata su detto indotto una piastra recante una morsettiera collegata ad un azionamento.
  2. 2. Gruppo ruota-motore secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detto induttore e detto indotto sono racchiusi entro un carter di protezione fissato su detto indotto.
  3. 3. Gruppo ruota-motore secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detto azionamento è un azionamento ad inverter a frequenza e tensioni variabili.
  4. 4. Gruppo ruota-motore secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detto induttore è fissato a detto mozzo-ruota mediante un anello di bulloni ed è sagomato per avere un andamento sostanzialmente parallelo alla sagoma di detto mozzo-ruota.
  5. 5. Gruppo ruota-motore secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che l'indotto di detto motore sincrono è fissato a detto asse fisso mediante bullonatura.
  6. 6. Gruppo ruota-motore secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che tra detto asse fisso e detto mozzo-ruota sono previsti cuscinetti reggispinta.
  7. 7. Gruppo ruota-motore secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detto motore sincrono a magneti permanenti è un motore ad alto numero di poli.
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