一種軌道交通用永磁同步直驅電機的制作方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種永磁同步直驅電機，尤其是一種軌道交通用永磁同步直驅電機。
【背景技術】
[0002]傳統(tǒng)的軌道交通牽引系統(tǒng)采用異步電機或者高速永磁同步電機經聯(lián)軸節(jié)和減速機將動力傳遞到輪軸，實現(xiàn)低速運行。采用上述傳動系統(tǒng)存在以下缺點:一是，電機經聯(lián)軸節(jié)和減速機構的齒輪相互嚙合將動力傳遞到輪軸，中間機構存在效率損耗，降低了電機效率，間接提高了能耗。二是，減速機內部的齒輪系統(tǒng)使用油潤滑，會污染支撐齒輪兩側的軸承潤滑脂，從而降低軸承使用壽命，同時油液的揮發(fā)，對環(huán)境也會產生一定的負面影響。三是，相對使用的減速機增加了轉向架之間的軸距，影響了軌道交通的曲線性能。四是，齒輪嚙合對環(huán)境產生一定的噪聲污染。五是，整個傳動系統(tǒng)結構相對復雜，維護成本較高、周期較長。

【發(fā)明內容】

[0003]本發(fā)明的目的在于解決上述問題和不足，提供一種軌道交通用永磁同步直驅電機，其結構簡單，裝配工藝易實現(xiàn)，電機的可靠性高，降低軌道交通車輛的整體能耗水平及維護成本，克服了傳統(tǒng)軌道交通牽引系統(tǒng)的技術缺點。
[0004]為達到上述目的，本發(fā)明的技術方案是:一種軌道交通用永磁同步直驅電機，主要包括前端蓋、后端蓋、直驅電機定子、直驅電機轉子和輪軸，前端蓋、后端蓋扣合在直驅電機定子的兩端，輪軸穿過前端蓋、后端蓋，且輪軸與前端蓋、后端蓋之間分別設置軸承，所述直驅電機轉子位于直驅電機定子內且與輪軸固定在一起，直驅電機轉子軸心與輪軸軸心重合，將電機動力直接形成為軌道交通牽引系統(tǒng)動力。
[0005]進一步，所述直驅電機定子包括水冷機殼、定子電樞鐵芯及成型繞組，所述水冷機殼內部澆鑄雙螺旋水道，所述定子電樞鐵芯固定在水冷機殼內，在定子電樞鐵芯內部鑲嵌成型繞組。
[0006]進一步，所述直驅電機轉子包括轉子鐵芯、磁鋼、玻璃絲帶和轉子鐵芯壓板，所述轉子鐵芯固定在輪軸上，所述磁鋼粘貼在轉子鐵芯外圓周表面，所述玻璃絲帶纏繞于磁鋼外表面，所述轉子鐵芯壓板剖面呈“L”形結構，位于轉子兩端且與輪軸過盈連接在一起。
[0007]進一步，所述輪軸與前端蓋之間并排設置圓柱滾子軸承和四點接觸球軸承，所述圓柱滾子軸承和四點接觸球軸承之間設置軸承內圈隔套、軸承外圈隔套，軸承內圈隔套將圓柱滾子軸承內圈和四點接觸球軸承的內圈間隔，軸承外圈隔套將圓柱滾子軸承外圈和四點接觸球軸承的外圈間隔，所述輪軸與后端蓋之間的軸承為圓柱滾子軸承。
[0008]本發(fā)明所述的一種軌道交通用永磁同步直驅電機，電機體積小、重量輕，電機轉子與軌道交通牽引系統(tǒng)的輪軸共用，可以直接驅動輪軸，與傳統(tǒng)軌道交通牽引系統(tǒng)相比，提高了傳動效率，降低了噪聲污染及能量損耗，同時電機水冷機殼內澆鑄雙螺旋水道，解決了溫度梯度對電機散熱的不利因素，電機轉子一端采用圓柱滾子軸承，另一端采用圓柱滾子軸承和四點接觸球軸承組合的支撐形式，可以承受很大的垂向、縱向及橫向沖擊，整體提高了電機的使用可靠性。
【附圖說明】
[0009]圖1為本發(fā)明一種軌道交通用永磁同步直驅電機結構剖面圖；
圖2為圖1的I的放大圖；
圖3為圖1的II放大圖；
圖4為轉子結構剖面圖。
[0010]圖中標記:1_輪對，2-前端蓋，3-直驅電機定子，4-水冷機殼，5-雙螺旋水道，6_定子電樞鐵芯，7-成型繞組，8-端部連線，9-后端蓋，10-輪軸，11-圓柱滾子軸承，12-螺釘，13-直驅電機轉子，14-四點接觸球軸承，15-螺栓，16-密封圈a，17-注脂孔a，18-軸承外圈隔套，19-密封件B，20-密封圈b，21-密封件A，22-軸承內圈隔套，23-密封件C，24-注脂孔b，25-密封件D，26-密封件E，27-轉子鐵芯壓板，28-轉子鐵芯，29-磁鋼，30-玻璃絲帶。
【具體實施方式】
[0011]下面結合附圖與具體的實施方式對本發(fā)明作進一步詳細描述。
[0012]如圖1所示的一種軌道交通用永磁同步直驅電機，主要由前端蓋2、后端蓋9、直驅電機定子3、直驅電機轉子13和輪軸10組成，其中前端蓋2、后端蓋9分別位于直驅電機定子3的兩端，且分別通過螺釘12與直驅電機的定子3的機殼4固定連接在一起形成電機內部空間，所述的輪軸10貫穿以上三個部件形成的電機內部空間。在輪軸10與前端蓋2之間設置軸承11、軸承14，軸承11為圓柱滾子軸承，軸承14為四點接觸球軸承，所述軸承11和軸承14之間設置軸承內圈隔套22和軸承外圈隔套18，在輪軸10與后端蓋9之間設置軸承11，軸承11為圓柱滾子軸承。所述軸承11、軸承14軸和軸承11分別以熱套方式與輪軸10形成過盈連接，這種軸承支撐形式可以使電機承受垂向、橫向、縱向三個方向很大的直接沖擊，且可以縮小電機的軸向尺寸，整體減小電機的重量。
[0013]所述的直驅電機定子3，由水冷機殼4、定子電樞鐵芯6、成型繞組7組成，所述水冷機殼4內部澆鑄雙螺旋水道5，所述定子電樞鐵芯6以過盈連接的方式嵌套在水冷機殼4內部，固定在水冷機殼4內。在定子電樞鐵芯6內部的槽隙內嵌合成型繞組7，所述成型繞組7與繞組端部連線8連接，由端部連線8向成型繞組7供電，在電機內部形成交變磁場。
[0014]所述的直驅電機轉子13位于電機內部空間，由轉子鐵芯28、磁鋼29、玻璃絲帶30和轉子鐵芯壓板27組成。所述轉子鐵芯28內部中空以熱套的方式與輪軸10過盈連接在一起，且與定子電樞鐵芯6相對位置一致。所述磁鋼29粘貼在轉子鐵芯28圓周外表面，所述玻璃絲帶30纏繞在磁鋼29外表面，將磁鋼29徑向固定；所述轉子鐵芯壓板27剖面呈“L”形結構，位于轉子鐵芯28的兩端，且與輪軸10以熱套的方式形成過盈連接，在轉子鐵芯壓板27上做去重動平衡。由于直驅電機轉子13直接固定連接于輪軸10上，輪軸10兩端分別與輪對1固定連接，此時電機位于兩個輪對1之間，直驅電機定子3與直驅電機轉子13磁場的相互作用，可以直接驅動輪軸10，將電機動力直接轉化為軌道交通牽引系統(tǒng)的動力，省去了中間的聯(lián)軸節(jié)及減速機機構，解決了現(xiàn)有軌道交通牽引系統(tǒng)存在的缺點。
[0015]所述的軸承11、軸承14涂有潤滑脂，為防止?jié)櫥M入電機內部空間，影響電機的絕緣性能及可靠性，在輪軸10上以熱套方式固定連接密封件C23、密封件D25。密封件C23、密封件D25的一側分別與輪軸10的軸肩定位，另一側分別與軸承11的內圈接觸，將軸承定位。在密封件C23、密封件D25上分別設置鋸齒狀凹槽、凸起，密封件C23的鋸齒狀凹槽、凸起與前端蓋2右側的鋸齒狀凹槽、凸起配合形成迷宮密封結構，密封件D25的鋸齒狀凹槽、凸起與后端蓋9左側的鋸齒狀凹槽、凸起配合形成迷宮密封結構，由此可以防止?jié)櫥M入電機內部空間。
[0016]為了防止外部的顆粒、液體等異物進入軸承11、軸承14的軸承室而使?jié)櫥廴?，在直驅電機的兩端分別設置密封件A21、密封件E26、密封件B19，在密封件A21、密封件E26、密封件B19上分別設置鋸齒狀凹槽、凸起結構。所述密封件B19與前端蓋2左側通過螺栓15固定連接，在電機后端蓋9右側也通過螺栓15固定連接一個密封件B19。所述密封件A21剖面呈“丄”形結構，位于電機左端且以熱套方式過盈連接在輪軸10上，密封件A21右側定位軸承14的內圈，密封件A21的左側與輪對1的右側接觸定位，這樣密封件A21以較小的過盈量與輪軸10配合就能夠承受電機很大的軸向沖擊，同時密封件A21的鋸齒狀凹槽、凸起與密封件B19的鋸齒狀凹槽、凸起配合形成電機左端迷宮密封結構。所述密封件E26位于電機右端且以熱套方式過盈連接在輪軸10上，密封件E26左側定位軸承11的內圈，同時密封件E26的鋸齒狀凹槽、凸起與密封件B19的鋸齒狀凹槽、凸起配合形成電機右端迷宮密封結構。
[0017]為了提高軸承11、軸承14的使用壽命，定期對軸承11、軸承14進行補充潤滑脂，在前端蓋2上設置注脂口 al7，在后端蓋上設置注脂口 b24。
[0018]為了提高直驅電機的整體密封效果，在機殼4與前端蓋2、后端蓋9之間分別設置密封圈al6，在密封件B19與前端蓋2、后端蓋9之間分別設置密封圈b20。
[0019]以上各種措施在實現(xiàn)本發(fā)明目的的前提下，提高了電機整體性能及使用可靠度。
【主權項】
1.一種軌道交通用永磁同步直驅電機，包括前端蓋、后端蓋、直驅電機定子、直驅電機轉子和輪軸，其特征是:前端蓋、后端蓋扣合在直驅電機定子的兩端，輪軸穿過前端蓋、后端蓋，且輪軸與前端蓋、后端蓋之間分別設置軸承，所述直驅電機轉子位于直驅電機定子內且與輪軸固定在一起，直驅電機轉子軸心與輪軸軸心重合。2.根據(jù)權利要求1所述一種軌道交通用永磁同步直驅電機，其特征是:所述直驅電機定子包括水冷機殼、定子電樞鐵芯及成型繞組，所述水冷機殼內部設有雙螺旋水道，所述定子電樞鐵芯固定在水冷機殼內，在定子電樞鐵芯內部鑲嵌成型繞組。3.根據(jù)權利要求1所述一種軌道交通用永磁同步直驅電機，其特征是:所述直驅電機轉子，包括轉子鐵芯、磁鋼、玻璃絲帶和轉子鐵芯壓板，所述轉子鐵芯固定在輪軸上，磁鋼粘貼在轉子鐵芯外圓周表面，玻璃絲帶纏繞于磁鋼外表面，轉子鐵芯壓板剖面呈“L”形結構，位于轉子兩端且與輪軸過盈連接在一起。4.根據(jù)權利要求1所述一種軌道交通用永磁同步直驅電機，其特征是:，所述輪軸與前端蓋之間的軸承，為并排設置的圓柱滾子軸承和四點接觸球軸承，所述圓柱滾子軸承和四點接觸球軸承之間設置軸承內圈隔套、軸承外圈隔套，軸承內圈隔套將圓柱滾子軸承內圈和四點接觸球軸承的內圈間隔，軸承外圈隔套將圓柱滾子軸承外圈和四點接觸球軸承的外圈間隔，所述輪軸與后端蓋之間的軸承為圓柱滾子軸承。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種軌道交通用永磁同步直驅電機，其前端蓋、后端蓋扣合在直驅電機定子的兩端，輪軸穿過前端蓋、后端蓋，且輪軸與前端蓋、后端蓋之間分別設置軸承，直驅電機轉子位于直驅電機定子內且與輪軸固定在一起，直驅電機轉子軸心與輪軸軸心重合。本發(fā)明，電機體積小、重量輕，電機轉子與軌道交通牽引系統(tǒng)的輪軸共用，可以直接驅動輪軸，提高了傳動效率，降低了噪聲污染及能量損耗，同時電機水冷機殼內澆鑄雙螺旋水道，解決了溫度梯度對電機散熱的不利因素，電機轉子一端采用圓柱滾子軸承，另一端采用圓柱滾子軸承和四點接觸球軸承組合的支撐形式，可以承受很大的垂向、縱向及橫向沖擊，整體提高了電機的使用可靠性。
【IPC分類】H02K1/27, H02K21/14, H02K5/16, H02K5/20
【公開號】CN105262303
【申請?zhí)枴緾N201510826523
【發(fā)明人】安永樂, 董頂峰, 李卿, 吳波
【申請人】南京埃斯頓自動控制技術有限公司
【公開日】2016年1月20日
【申請日】2015年11月25日