一种轨道交通用永磁同步直驱电机的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种永磁同步直驱电机，尤其是一种轨道交通用永磁同步直驱电机。
【背景技术】
[0002]传统的轨道交通牵引系统采用异步电机或者高速永磁同步电机经联轴节和减速机将动力传递到轮轴，实现低速运行。采用上述传动系统存在以下缺点:一是，电机经联轴节和减速机构的齿轮相互啮合将动力传递到轮轴，中间机构存在效率损耗，降低了电机效率，间接提高了能耗。二是，减速机内部的齿轮系统使用油润滑，会污染支撑齿轮两侧的轴承润滑脂，从而降低轴承使用寿命，同时油液的挥发，对环境也会产生一定的负面影响。三是，相对使用的减速机增加了转向架之间的轴距，影响了轨道交通的曲线性能。四是，齿轮啮合对环境产生一定的噪声污染。五是，整个传动系统结构相对复杂，维护成本较高、周期较长。
【发明内容】
[0003]本发明的目的在于解决上述问题和不足，提供一种轨道交通用永磁同步直驱电机，其结构简单，装配工艺易实现，电机的可靠性高，降低轨道交通车辆的整体能耗水平及维护成本，克服了传统轨道交通牵引系统的技术缺点。
[0004]为达到上述目的，本发明的技术方案是:一种轨道交通用永磁同步直驱电机，主要包括前端盖、后端盖、直驱电机定子、直驱电机转子和轮轴，前端盖、后端盖扣合在直驱电机定子的两端，轮轴穿过前端盖、后端盖，且轮轴与前端盖、后端盖之间分别设置轴承，所述直驱电机转子位于直驱电机定子内且与轮轴固定在一起，直驱电机转子轴心与轮轴轴心重合，将电机动力直接形成为轨道交通牵引系统动力。
[0005]进一步，所述直驱电机定子包括水冷机壳、定子电枢铁芯及成型绕组，所述水冷机壳内部浇铸双螺旋水道，所述定子电枢铁芯固定在水冷机壳内，在定子电枢铁芯内部镶嵌成型绕组。
[0006]进一步，所述直驱电机转子包括转子铁芯、磁钢、玻璃丝带和转子铁芯压板，所述转子铁芯固定在轮轴上，所述磁钢粘贴在转子铁芯外圆周表面，所述玻璃丝带缠绕于磁钢外表面，所述转子铁芯压板剖面呈“L”形结构，位于转子两端且与轮轴过盈连接在一起。
[0007]进一步，所述轮轴与前端盖之间并排设置圆柱滚子轴承和四点接触球轴承，所述圆柱滚子轴承和四点接触球轴承之间设置轴承内圈隔套、轴承外圈隔套，轴承内圈隔套将圆柱滚子轴承内圈和四点接触球轴承的内圈间隔，轴承外圈隔套将圆柱滚子轴承外圈和四点接触球轴承的外圈间隔，所述轮轴与后端盖之间的轴承为圆柱滚子轴承。
[0008]本发明所述的一种轨道交通用永磁同步直驱电机，电机体积小、重量轻，电机转子与轨道交通牵引系统的轮轴共用，可以直接驱动轮轴，与传统轨道交通牵引系统相比，提高了传动效率，降低了噪声污染及能量损耗，同时电机水冷机壳内浇铸双螺旋水道，解决了温度梯度对电机散热的不利因素，电机转子一端采用圆柱滚子轴承，另一端采用圆柱滚子轴承和四点接触球轴承组合的支撑形式，可以承受很大的垂向、纵向及横向冲击，整体提高了电机的使用可靠性。
【附图说明】
[0009]图1为本发明一种轨道交通用永磁同步直驱电机结构剖面图；
图2为图1的I的放大图；
图3为图1的II放大图；
图4为转子结构剖面图。
[0010]图中标记:1_轮对，2-前端盖，3-直驱电机定子，4-水冷机壳，5-双螺旋水道，6_定子电枢铁芯，7-成型绕组，8-端部连线，9-后端盖，10-轮轴，11-圆柱滚子轴承，12-螺钉，13-直驱电机转子，14-四点接触球轴承，15-螺栓，16-密封圈a，17-注脂孔a，18-轴承外圈隔套，19-密封件B，20-密封圈b，21-密封件A，22-轴承内圈隔套，23-密封件C，24-注脂孔b，25-密封件D，26-密封件E，27-转子铁芯压板，28-转子铁芯，29-磁钢，30-玻璃丝带。
【具体实施方式】
[0011]下面结合附图与具体的实施方式对本发明作进一步详细描述。
[0012]如图1所示的一种轨道交通用永磁同步直驱电机，主要由前端盖2、后端盖9、直驱电机定子3、直驱电机转子13和轮轴10组成，其中前端盖2、后端盖9分别位于直驱电机定子3的两端，且分别通过螺钉12与直驱电机的定子3的机壳4固定连接在一起形成电机内部空间，所述的轮轴10贯穿以上三个部件形成的电机内部空间。在轮轴10与前端盖2之间设置轴承11、轴承14，轴承11为圆柱滚子轴承，轴承14为四点接触球轴承，所述轴承11和轴承14之间设置轴承内圈隔套22和轴承外圈隔套18，在轮轴10与后端盖9之间设置轴承11，轴承11为圆柱滚子轴承。所述轴承11、轴承14轴和轴承11分别以热套方式与轮轴10形成过盈连接，这种轴承支撑形式可以使电机承受垂向、横向、纵向三个方向很大的直接冲击，且可以缩小电机的轴向尺寸，整体减小电机的重量。
[0013]所述的直驱电机定子3，由水冷机壳4、定子电枢铁芯6、成型绕组7组成，所述水冷机壳4内部浇铸双螺旋水道5，所述定子电枢铁芯6以过盈连接的方式嵌套在水冷机壳4内部，固定在水冷机壳4内。在定子电枢铁芯6内部的槽隙内嵌合成型绕组7，所述成型绕组7与绕组端部连线8连接，由端部连线8向成型绕组7供电，在电机内部形成交变磁场。
[0014]所述的直驱电机转子13位于电机内部空间，由转子铁芯28、磁钢29、玻璃丝带30和转子铁芯压板27组成。所述转子铁芯28内部中空以热套的方式与轮轴10过盈连接在一起，且与定子电枢铁芯6相对位置一致。所述磁钢29粘贴在转子铁芯28圆周外表面，所述玻璃丝带30缠绕在磁钢29外表面，将磁钢29径向固定；所述转子铁芯压板27剖面呈“L”形结构，位于转子铁芯28的两端，且与轮轴10以热套的方式形成过盈连接，在转子铁芯压板27上做去重动平衡。由于直驱电机转子13直接固定连接于轮轴10上，轮轴10两端分别与轮对1固定连接，此时电机位于两个轮对1之间，直驱电机定子3与直驱电机转子13磁场的相互作用，可以直接驱动轮轴10，将电机动力直接转化为轨道交通牵引系统的动力，省去了中间的联轴节及减速机机构，解决了现有轨道交通牵引系统存在的缺点。
[0015]所述的轴承11、轴承14涂有润滑脂，为防止润滑脂进入电机内部空间，影响电机的绝缘性能及可靠性，在轮轴10上以热套方式固定连接密封件C23、密封件D25。密封件C23、密封件D25的一侧分别与轮轴10的轴肩定位，另一侧分别与轴承11的内圈接触，将轴承定位。在密封件C23、密封件D25上分别设置锯齿状凹槽、凸起，密封件C23的锯齿状凹槽、凸起与前端盖2右侧的锯齿状凹槽、凸起配合形成迷宫密封结构，密封件D25的锯齿状凹槽、凸起与后端盖9左侧的锯齿状凹槽、凸起配合形成迷宫密封结构，由此可以防止润滑脂进入电机内部空间。
[0016]为了防止外部的颗粒、液体等异物进入轴承11、轴承14的轴承室而使润滑脂污染，在直驱电机的两端分别设置密封件A21、密封件E26、密封件B19，在密封件A21、密封件E26、密封件B19上分别设置锯齿状凹槽、凸起结构。所述密封件B19与前端盖2左侧通过螺栓15固定连接，在电机后端盖9右侧也通过螺栓15固定连接一个密封件B19。所述密封件A21剖面呈“丄”形结构，位于电机左端且以热套方式过盈连接在轮轴10上，密封件A21右侧定位轴承14的内圈，密封件A21的左侧与轮对1的右侧接触定位，这样密封件A21以较小的过盈量与轮轴10配合就能够承受电机很大的轴向冲击，同时密封件A21的锯齿状凹槽、凸起与密封件B19的锯齿状凹槽、凸起配合形成电机左端迷宫密封结构。所述密封件E26位于电机右端且以热套方式过盈连接在轮轴10上，密封件E26左侧定位轴承11的内圈，同时密封件E26的锯齿状凹槽、凸起与密封件B19的锯齿状凹槽、凸起配合形成电机右端迷宫密封结构。
[0017]为了提高轴承11、轴承14的使用寿命，定期对轴承11、轴承14进行补充润滑脂，在前端盖2上设置注脂口 al7，在后端盖上设置注脂口 b24。
[0018]为了提高直驱电机的整体密封效果，在机壳4与前端盖2、后端盖9之间分别设置密封圈al6，在密封件B19与前端盖2、后端盖9之间分别设置密封圈b20。
[0019]以上各种措施在实现本发明目的的前提下，提高了电机整体性能及使用可靠度。
【主权项】
1.一种轨道交通用永磁同步直驱电机，包括前端盖、后端盖、直驱电机定子、直驱电机转子和轮轴，其特征是:前端盖、后端盖扣合在直驱电机定子的两端，轮轴穿过前端盖、后端盖，且轮轴与前端盖、后端盖之间分别设置轴承，所述直驱电机转子位于直驱电机定子内且与轮轴固定在一起，直驱电机转子轴心与轮轴轴心重合。2.根据权利要求1所述一种轨道交通用永磁同步直驱电机，其特征是:所述直驱电机定子包括水冷机壳、定子电枢铁芯及成型绕组，所述水冷机壳内部设有双螺旋水道，所述定子电枢铁芯固定在水冷机壳内，在定子电枢铁芯内部镶嵌成型绕组。3.根据权利要求1所述一种轨道交通用永磁同步直驱电机，其特征是:所述直驱电机转子，包括转子铁芯、磁钢、玻璃丝带和转子铁芯压板，所述转子铁芯固定在轮轴上，磁钢粘贴在转子铁芯外圆周表面，玻璃丝带缠绕于磁钢外表面，转子铁芯压板剖面呈“L”形结构，位于转子两端且与轮轴过盈连接在一起。4.根据权利要求1所述一种轨道交通用永磁同步直驱电机，其特征是:，所述轮轴与前端盖之间的轴承，为并排设置的圆柱滚子轴承和四点接触球轴承，所述圆柱滚子轴承和四点接触球轴承之间设置轴承内圈隔套、轴承外圈隔套，轴承内圈隔套将圆柱滚子轴承内圈和四点接触球轴承的内圈间隔，轴承外圈隔套将圆柱滚子轴承外圈和四点接触球轴承的外圈间隔，所述轮轴与后端盖之间的轴承为圆柱滚子轴承。
【专利摘要】本发明公开了一种轨道交通用永磁同步直驱电机，其前端盖、后端盖扣合在直驱电机定子的两端，轮轴穿过前端盖、后端盖，且轮轴与前端盖、后端盖之间分别设置轴承，直驱电机转子位于直驱电机定子内且与轮轴固定在一起，直驱电机转子轴心与轮轴轴心重合。本发明，电机体积小、重量轻，电机转子与轨道交通牵引系统的轮轴共用，可以直接驱动轮轴，提高了传动效率，降低了噪声污染及能量损耗，同时电机水冷机壳内浇铸双螺旋水道，解决了温度梯度对电机散热的不利因素，电机转子一端采用圆柱滚子轴承，另一端采用圆柱滚子轴承和四点接触球轴承组合的支撑形式，可以承受很大的垂向、纵向及横向冲击，整体提高了电机的使用可靠性。
【IPC分类】H02K1/27, H02K21/14, H02K5/16, H02K5/20
【公开号】CN105262303
【申请号】CN201510826523
【发明人】安永乐, 董顶峰, 李卿, 吴波
【申请人】南京埃斯顿自动控制技术有限公司
【公开日】2016年1月20日
【申请日】2015年11月25日