一种用于悬挂式运输系统的编组式电机技术方案

本发明专利技术公开了一种用于悬挂式运输系统的编组式电机，包括沿走行方向并列且等间距固定在箱梁顶面内侧的八个齿槽结构次级；还包括分别与八个次级对应的八个初级，所有初级均为齿槽结构且其齿、槽宽度与次级的齿、槽宽度相等；所有初级沿走行方向并列且等间距固定在车架上；其中，第二初级相对第一初级、第三初级相对第二初级、第四初级相对第三初级向后错位半个齿；第五初级、第六初级、第七初级、第八初级分别与第四初级、第三初级、第二初级、第一初级左右对称。本发明专利技术利用电机驱动的方式简化了传统的机械传动环节。电机可以同时提供驱动力、减重力和导向力，将电流产生的磁场充分利用。

【技术实现步骤摘要】
一种用于悬挂式运输系统的编组式电机
本专利技术涉及交通运输
，特别是一种用于悬挂式运输系统的编组式电机。
技术介绍
悬挂式运输系统主要包括悬挂式列车和悬挂式物流运输工具，其优势在于其运行于空中，极少地占用地面空间资源。悬挂式运输系统目前应用较多的是悬挂式列车，是国内近年来开始研究的一种新型轨道交通制式。虽然有较好的发展前景，但目前在很多方面仍存在不足，主要体现在其胶轮轮胎的磨耗上。传统的空铁系统采用以旋转电机加传动部件的机械驱动模式，为降低运行噪声采用实心胶轮作为驱动轮和导向轮。在系统运行时，胶轮承受整车重量并且通过摩擦提供驱动力，长期以往磨损严重，由此带来的运营维护成本高。另外，实心轮胎承受整车重量，因受力会发生形变，导致列车在较高速度下平稳性较差，限制了悬挂式交通技术的发展。
技术实现思路
本专利技术公开了一种用于悬挂式运输系统的编组式电机，能够同时实现驱动、减重、导向三个功能，极大地减轻了驱动轮和导向轮的负担，提高了悬挂式运输系统的性能。实现本专利技术目的技术方案为：一种用于悬挂式运输系统的编组式电机，所述悬挂式运输系统包括箱梁和套装在箱梁内的车架，车架连接有可走行于箱梁走行面的车轮；所述编组式电机包括沿走行方向并列且等间距固定在箱梁顶面内侧的八个次级；所有次级均为齿槽结构，其齿、槽宽度相等；所有次级的齿、槽均对应；所述编组式电机还包括分别与八个次级对应的第一初级、第二初级、第三初级、第四初级、第五初级、第六初级、第七初级、第八初级，所有初级均为齿槽结构且其齿、槽宽度与次级的齿、槽宽度相等；所有初级沿走行方向并列且等间距固定在车架上；其中，第二初级相对第一初级、第三初级相对第二初级、第四初级相对第三初级向后错位半个齿；第五初级、第六初级、第七初级、第八初级分别与第四初级、第三初级、第二初级、第一初级左右对称。进一步的可替换的技术方案为：所述八个次级替换为七个次级；所述分别与八个次级对应的第一初级、第二初级、第三初级、第四初级、第五初级、第六初级、第七初级、第八初级中，位于中间位置的两个初级替换为一个初级。本专利技术的有益效果在于：利用电机驱动的方式简化了传统的机械传动环节。电机可以同时提供驱动力、减重力和导向力，将电流产生的磁场充分利用。采用8编组对称布置的结构，使得整体系统提供的减重力和驱动力波动很小，有利于车辆平稳运行，同时对称布置也使得车架的受力对称，不产生额外的不利转矩。其中，利用电机产生的法向力为胶轮轮胎减重，可以有效降低胶轮磨耗，同时也能减小胶轮工作时的变形量，有利于车辆高速行驶的平稳性。附图说明图1是悬挂式运输系统整体结构的侧视图。图2是悬挂式运输系统整体结构的正视图。图3是编组式电机初级单元的俯视图。图4是编组式电机的三维示意图一。图5是编组式电机的三维示意图二。图6是编组式电机向右运动的模拟示意图。图7是编组式电机的侧视图。图8是编组式电机初级单元24种排列方式中，电机初级1、电机初级2、电机初级3、电机初级4的俯视图。图中标记为：箱梁100、梁体101、电机次级单元102、电机初级单元200。电机初级1(201)、电机初级2(202)、电机初级3(203)、电机初级4(204)、电机初级5(205)、电机初级6(206)、电机初级7(207)、电机初级8(208)。具体实施方式悬挂式运输系统包括箱梁和编组式电机。编组式电机初级单元由8个磁阻式电机初级组成，每4个电机初级为一组，共两组，其中电机初级1、电机初级2、电机初级3、电机初级4为一组，电机初级5、电机初级6、电机初级7、电机初级8为一组，两组采用对称方式布置。在箱梁中，电机次级固定在梁体的内侧顶面。电机次级为齿槽结构，齿和槽的宽度相等，并且电机次级单元分成8列，每列对应一个电机初级，每列的宽度与电机初级宽度相等。在编组式电机初级单元中，所有的电机初级均并列固定在车架上，且相邻电机初级间的距离相等，所有电机初级的尺寸相等，每个电机初级均为齿槽结构，且齿和槽的宽度相等，并且与电机次级的齿和槽的宽度相等。电机初级1与电机初级8在车架行进的方向上的布置位置一致；电机初级2与电机初级7在车架行进的方向上的布置位置一致，且与电机初级1错位半个齿的尺寸；电机初级3与电机初级6在车架行进的方向上的布置位置一致，且与电机初级1错位一个齿的尺寸；电机初级4与电机初级5在车架行进的方向上的布置位置一致，且与电机初级1错位一个半齿的尺寸。每个电机初级与电机次级的一列对齐布置，且电机初级的磁极与电机次级的磁极等宽，电机的初级与电机的次级在垂直方向上有一定间隙，称为工作间隙。通过电机初级与电机次级之间的错位信息和工作间隙信息可以控制电机初级电流的导通和关断以及输入电流的大小，从而控制驱动力，减重力，导向力的大小。基于上述设计的电机同时具有驱动、减重、导向三个功能，三个功能均根据磁阻最小原理实现。电机驱动功能的实现原理为：当电机初级的齿和电机次级的齿存在错位的情况下，如果齿和槽中有磁场，根据磁阻最小原理，该磁场将产生一个力，该力可促使电机运动，使得电机初级的齿和电机次级的齿正对，达到将磁阻降低到最小的目的。由于电机次级是固定在梁体上，所以该力只能促使电机初级运动，从而带动车架运动，实现对车的驱动。电机导向功能的实现原理为：当车架偏移，带动电机的初级一起偏移，由于偏移导致电机的初级和次级之间的磁阻增大，所以电机会产生一个回复力，驱使电机初级回到原来正对的位置以降低磁阻，这就是导向力。电机减重功能的实现原理为：电机的初级和电机的次级之间存在一个工作间隙，工作间隙越小，则磁阻越小，所以磁场有驱动电机初级和次级间距离减小的力，即电磁吸力。电磁吸力使得电机的初级受到一个向上的力，从而带动车架受到向上的力，进而减轻了胶轮轮胎的支撑力，起到了减重的作用，即减轻胶轮轮胎受力。电机采用半工制，即在同一时刻，只有一半数量的电机初级在通电工作，由于相邻电机初级间按错位半个齿的方式布置(电机初级4和电机初级5情况除外)，所以总有一半数量的电机初级能够提供向同一个方向的驱动力，而另外一半数量的电机初级能够提供向相反方向的驱动力，所以同一时刻只能是有一半数量的电机初级工作。采用了8个电机初级构成编组式电机初级单元，由于是半工制，所以同时工作的电机初级数量为4，由于4个电机初级跟电机次级的齿槽对应错位关系存在差异，所以产生的减重力不尽相同。采用对称布置的方式，可以保证减重力的平衡，从而不会对车架产生附加的扭矩。随着电机初级的运行，各电机初级和次级的位置关系发生变化，当运行到一定位置时，原来提供驱动力的一半数量的电机初级将停止工作。因为如果继续工作，它们将提供相反方向的驱动力，所以此时另外一半数量的电机初级将开始工作，继续为系统提供驱动力。以下结合附图进一步说明。如图1、图2所示，悬挂式运输系统，包括箱梁、编组式电机次级单元和初级单元。初级单元固定在车架上，带动车架移动，由电机初级1、电机初级2、电机初级本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于悬挂式运输系统的编组式电机，其特征在于，/n所述悬挂式运输系统包括箱梁和套装在箱梁内的车架，车架连接有可走行于箱梁走行面的车轮；/n所述编组式电机包括沿走行方向并列且等间距固定在箱梁顶面内侧的八个次级；所有次级均为齿槽结构，其齿、槽宽度相等；所有次级的齿、槽均对应；/n所述编组式电机还包括分别与八个次级对应的第一初级(201)、第二初级(202)、第三初级(203)、第四初级(204)、第五初级(205)、第六初级(206)、第七初级(207)、第八初级(208)，所有初级均为齿槽结构且其齿、槽宽度与次级的齿、槽宽度相等；所有初级沿走行方向并列且等间距固定在车架上；其中，第二初级(202)相对第一初级(201)、第三初级(203)相对第二初级(202)、第四初级(204)相对第三初级(203)向后错位半个齿；第五初级(205)、第六初级(206)、第七初级(207)、第八初级(208)分别与第四初级(204)、第三初级(203)、第二初级(202)、第一初级(201)左右对称。/n

【技术特征摘要】
1.一种用于悬挂式运输系统的编组式电机，其特征在于，
所述悬挂式运输系统包括箱梁和套装在箱梁内的车架，车架连接有可走行于箱梁走行面的车轮；
所述编组式电机包括沿走行方向并列且等间距固定在箱梁顶面内侧的八个次级；所有次级均为齿槽结构，其齿、槽宽度相等；所有次级的齿、槽均对应；
所述编组式电机还包括分别与八个次级对应的第一初级(201)、第二初级(202)、第三初级(203)、第四初级(204)、第五初级(205)、第六初级(206)、第七初级(207)、第八初级(208)，所有初级均为齿槽结构且其齿、槽宽度与次级的齿、槽宽度相等；所有初级沿走行方向并列且等间距固定在车架上；其中，第二初级(202)相对第一初...

【专利技术属性】
技术研发人员：皇甫贵田，李俊叶，
申请(专利权)人：山西中海威轨道交通工程有限公司，
类型：发明
国别省市：山西;14