一种长定子磁浮系统直线电机定子模块的制作方法

1.本发明涉及轨道交通牵引供电技术领域，尤其是涉及一种长定子磁浮系统直线电机定子模块。


背景技术：

2.磁浮列车是交通运输领域的重大技术革新，磁浮列车通过电磁吸力实现列车与轨道之间的无接触的悬浮(支撑)和导向，再利用直线电机产生的电磁力牵引列车运行。
3.如图4所示，现有高速磁浮牵引直线电机的长定子铁芯连续铺设在轨道两侧下方，定子铁芯上装有接地套管6，长定子铁芯组件的封装主要采用真空浇注，真空浇注工艺采用模具抽真空后浇注环氧树脂然后再固化的方式，此种封装工艺对加工设备要求高，环氧树脂层较厚，单个定子铁芯的制造成本高、工期长。
4.定子电缆采用波形绕组方式，由于定子电缆截面较大、每个供电段电缆较长，需通过专用的嵌线车将电缆嵌入定子铁芯槽内，且每个供电段电缆铺设只能由单台嵌线车实施，嵌线车为专用特殊设备，价格贵，长距离铺设成本高、实施难度大、工期长，磁浮车经过时，定子电缆表面会产生电荷，目前是采用定子电缆通过接地套管6及定子电缆接地线7与大地导通，从而将电缆上产生的电荷释放，此方式结构复杂，制造安装成本高。
5.综上所述，现有的定子铁芯与定子电缆的结构、制造工艺以及工程实施的特殊性和复杂性，造成了磁浮系统的建造成本高、实施周期长，制约了高速磁浮技术的进一步使用及推广。


技术实现要素：

6.本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种长定子磁浮系统直线电机定子模块。
7.本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
8.一种长定子磁浮系统直线电机定子模块，该定子模块由多组定子线圈组嵌装在定子铁芯槽内形成一体化结构，所述的定子铁芯表面在采用纳米复合绝缘材料封装后，再在封装层外涂装导电层，定子铁芯通过定子安装键固定在轨道下方，所述的定子安装键在与轨道连接后与大地形成等电位体进而实现释放电荷。
9.所述的封装层和导电层的厚度分别为0.5～1mm。
10.每组定子线圈组均由依次设置的a相定子线圈、b相定子线圈和c相定子线圈构成。
11.所述的a相定子线圈、b相定子线圈和c相定子线圈均为同心线圈，每相定子线圈由一匝或多匝单根导体串联构成同心绕组，并且在所有定子线圈的绝缘层外涂装导电层，该导电层与定子铁芯外的导电层导通形成等电位体。
12.定子线圈绝缘层外涂装的导电层与定子铁芯在封装层外涂装的导电层的材料均为导电树脂。
13.同相定子线圈的连接采用压接或焊接方式。
14.每相定子线圈两侧超出定子铁芯的端部均向上预弯，并且每相定子线圈端部向上预弯的角度不相等，使得三相定子线圈在空间上互不干涉。
15.每相定子线圈端部向上预弯的角度范围为30-60度。
16.每个定子模块的长度为1m，其上嵌装由4组定子线圈组，每相线圈为120
°
相带。
17.多个定子模块沿轨道延伸方向依次布设形成定子模组。
18.与现有技术相比，本发明具有以下优点：
19.一、本发明中定子铁芯采用复合纳米绝缘材料封装工艺，封装层更薄，制造工艺更为简单，成本大幅度降低。
20.二、定子线圈表面能够与定子铁芯表面形成等电位体，并通过定子安装键接地，将线圈上产生的电荷释放，结构简单，成本低。
21.三、定子线圈与定子铁芯构成的定子段采用一体化模块化设计，可根据运输条件、现场施工条件灵活调整定子模块组长度，可整体安装在轨道上，不需要额外嵌电缆。
附图说明
22.图1为本发明的整体结构示意图。
23.图2为本发明单个定子线圈多匝导体截面图。
24.图3为本发明线圈端部的弯折示意图。
25.图4为现有定子铁心与不锈钢套管接地示意图。
26.图中标记说明：
27.1、定子铁芯，2、a相定子线圈，3、b相定子线圈，4、c相定子线圈，5、定子安装键，6、接地套管，7、定子电缆接地线。
具体实施方式
28.下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。注意，以下的实施方式的说明只是实质上的例示，本发明并不意在对其适用物或其用途进行限定，且本发明并不限定于以下的实施方式。
29.本发明提供一种新型的一种长定子磁浮系统直线电机定子模块，该定子模块的结构具体为：
30.将多组a相定子线圈2、b相定子线圈3、c相定子线圈4依次按顺序嵌装在定子铁芯1的槽内，使定子铁芯1与多组定子线圈组形成一体化的定子模块后，再由定子安装键5将定子模块固定在轨道下方，并通过轨道接地形成等电位。
31.在定子铁芯1的表面采用纳米复合绝缘材料封装后涂装导电物质形成导电层，封装层及导电层厚度分别为0.5～1mm，定子安装键5在与轨道连接后与大地连通形成等电位。
32.a相定子线圈2、b相定子线圈3、c相定子线圈4均为同心线圈，每相定子线圈由若干匝单根导体串联构成同心绕组，每个定子线圈的绝缘层外均涂装导电物质，构成导电层，该导电层与定子铁芯1外涂装的导电层导通，与轨道和大地共同形成等电位体，实现电荷释放，定子模块中的同相定子线圈连接可以采用压接或焊接的方式。
33.每相定子线圈两侧超出定子铁芯1的端部均向上预弯设定的角度，且每相线圈端部预弯的角度不等使得三相线圈在空间上互不干涉。
34.实施例
35.如图1所示，a相定子线圈2、b相定子线圈3、c相定子线圈4分别依次嵌入定子铁芯1的槽内，定子铁芯1与定子线圈形成一体化的定子模块结构，由定子安装键5将定子模块固定在轨道下方，并通过轨道接地，定子铁芯1的表面采用纳米复合绝缘材料(本例中采用树脂)封装并外涂导电物质(本例中采用导电树脂)，封装层厚度为0.5mm，定子安装键5与轨道连接后与大地形成等电位。
36.a相定子线圈2、b相定子线圈3、c相定子线圈4为同心线圈，每相定子线圈由一匝或多匝单根导体串联构成同心绕组，线圈绝缘层外喷涂导电物质，本例中导电物质具体采用导电树脂，同相定子线圈单元连接采用压接或焊接，图2示出了定子线圈由多匝导体串联时的截面图。
37.如图3所示，每个线圈超出定子铁芯的端部均向上预弯一定的角度，本实施例中，该角度的范围为30-60度，且每个线圈端部预弯的角度不等使得三个线圈在空间上相互错开且互不干涉。
38.单个定子铁芯1装配有若干组定子线圈构成单个定子模块，多个定子模块沿轨道延伸方向依次连接组成定子模组，本例中，每个定子模块的定子铁芯1的长度约1m，其上装配有4组定子线圈组，每组定子线圈均包含一个a相定子线圈2、一个b相定子线圈3和一个c相定子线圈4，每相线圈为120
°
相带。
39.综上，本发明的定子模块结构降低了磁浮轨道定子(定子铁心及线圈)的成本，优化了定子模块安装方式，便于工程实施。


技术特征：
1.一种长定子磁浮系统直线电机定子模块，其特征在于，该定子模块由多组定子线圈组嵌装在定子铁芯(1)槽内形成一体化结构，所述的定子铁芯(1)表面在采用纳米复合绝缘材料封装后，再在封装层外涂装导电层，定子铁芯(1)通过定子安装键(5)固定在轨道下方，所述的定子安装键(5)在与轨道连接后与大地形成等电位体进而实现释放电荷。2.根据权利要求1所述的一种长定子磁浮系统直线电机定子模块，其特征在于，所述的封装层和导电层的厚度分别为0.5～1mm。3.根据权利要求1所述的一种长定子磁浮系统直线电机定子模块，其特征在于，每组定子线圈组均由依次设置的a相定子线圈(2)、b相定子线圈(3)和c相定子线圈(4)构成。4.根据权利要求3所述的一种长定子磁浮系统直线电机定子模块，其特征在于，所述的a相定子线圈(2)、b相定子线圈(3)和c相定子线圈(4)均为同心线圈，每相定子线圈由一匝或多匝单根导体串联构成同心绕组，并且在所有定子线圈的绝缘层外涂装导电层，该导电层与定子铁芯(1)外的导电层导通形成等电位体。5.根据权利要求1或4所述的一种长定子磁浮系统直线电机定子模块，其特征在于，定子线圈绝缘层外涂装的导电层与定子铁芯(1)在封装层外涂装的导电层的材料均为导电树脂。6.根据权利要求4所述的一种长定子磁浮系统直线电机定子模块，其特征在于，同相定子线圈的连接采用压接或焊接方式。7.根据权利要求4所述的一种长定子磁浮系统直线电机定子模块，其特征在于，每相定子线圈两侧超出定子铁芯(1)的端部均向上预弯，并且每相定子线圈端部向上预弯的角度不相等，使得三相定子线圈在空间上互不干涉。8.根据权利要求7所述的一种长定子磁浮系统直线电机定子模块，其特征在于，每相定子线圈端部向上预弯的角度范围为30-60度。9.根据权利要求4所述的一种长定子磁浮系统直线电机定子模块，其特征在于，每个定子模块的长度为1m，其上嵌装由4组定子线圈组，每相线圈为120
°
相带。10.根据权利要求1所述的一种长定子磁浮系统直线电机定子模块，其特征在于，多个定子模块沿轨道延伸方向依次布设形成定子模组。

技术总结
本发明涉及一种长定子磁浮系统直线电机定子模块，该定子模块由多组定子线圈组嵌装在定子铁芯槽内形成一体化结构，所述的定子铁芯表面在采用纳米复合绝缘材料封装后，再在封装层外涂装导电层，定子铁芯通过定子安装键固定在轨道下方，所述的定子安装键在与轨道连接后与大地形成等电位体进而实现释放电荷，与现有技术相比，本发明具有降低了磁浮轨道定子成本，优化定子模块安装方式，便于工程实施等优点。点。点。


技术研发人员：林国斌 佟来生 赵元哲 高锋 杜志勇 韩鹏 曾颖丰
受保护的技术使用者：中车株洲电力机车有限公司
技术研发日：2021.12.27
技术公布日：2022/3/29