專利名稱：一種軌道車輛線性電機主動懸掛裝置的制作方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明涉及一種軌道車輛線性電機的懸掛裝置。
背景技術(shù)：
電動軌道車輛的運行依賴電機的驅(qū)動，傳統(tǒng)的旋轉(zhuǎn)電機主要由定子和轉(zhuǎn)子組成，由其轉(zhuǎn)子驅(qū)動車輪前進時，需用一套復雜的機械傳動系統(tǒng)。一種新型的軌道車輛驅(qū)動方式采用線性電機，它是將電機的定子展開成平面(直線)并懸掛在車輛底部，其轉(zhuǎn)子則是鋪設在地面上兩根軌道之間的極板(也稱感應軌)。由于線性電機除轉(zhuǎn)子(地面極板)外的所有另部件都安裝在電機定子上，因此也往往將線性電機的定子直接稱為線性電機。本專利說明書以下提及的線性電機通常也是指線性電機定子。通電后，在線性電機與地面極板(轉(zhuǎn)子)間產(chǎn)生磁力，推動軌道車輛運行。線性電機與地面極板之間的間隙也即氣隙的大小及其穩(wěn)定性，直接關系到列車等軌道車輛的牽引效率和運行的穩(wěn)定性?，F(xiàn)有的線性電機驅(qū)動裝置采用被動的直接懸掛法，通常懸掛在車輛的轉(zhuǎn)向架構(gòu)架上或輪軸上，如中國專利號CN85108129A就提出將線性電機懸掛在列車的輪軸上。
現(xiàn)有技術(shù)存在四點不足一是受轉(zhuǎn)向架構(gòu)架和輪對間等一系列懸掛的影響、及輪軌間的相互作用、地面極板與鋼軌相對位置誤差等因素的影響，導致氣隙大小隨車輛運行會有較大的變化，造成推動車輛運行的磁力不穩(wěn)定。二是在氣隙大小有較大變化的情況下，為保證高速運行車輛的安全、避免線性電機與地面極板相撞，必須將氣隙設置得相當大，通常設置為10-12mm，而通常的電機的定子和轉(zhuǎn)子間的氣隙僅為2～3mm，氣隙的明顯增大，導致磁場的嚴重削弱，使電機效率大大降低。三是為保證線性電機與地面極板間的氣隙比較小而且穩(wěn)定，就必須嚴格控制極板和鋼軌間的高差，這對線性電機和地面極板的安裝工藝要求極為嚴格，其工作難度和成本都將大大增加。四是線性電機質(zhì)量大，直接懸掛在輪軸上，將大大增加車輛的簧間重量或簧下重量，導致轉(zhuǎn)向架以及輪軌之間所承受的動載荷有顯著增加，降低車輛的減震性能，加大轉(zhuǎn)向架、輪軌的磨損。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的就是提供一種軌道車輛線性電機主動懸掛裝置，該種裝置可使線性電機與地面極板的氣隙小而且穩(wěn)定可靠、電機效率高；轉(zhuǎn)向架以及輪軌之間承受的動載荷低、磨損小，車輛的減震性能好；并且安裝要求低、安裝成本少。
本發(fā)明解決其技術(shù)問題，所采用的技術(shù)方案為一種軌道車輛線性電機主動懸掛裝置，含有車體、車體下懸掛的線性電機、地面兩軌道間鋪設的地面極板，其結(jié)構(gòu)特點為線性電機經(jīng)伺服作動器懸掛于車體下部。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是由于線性電機經(jīng)過伺服作動器懸掛于車體下部，而伺服作動器的伸縮桿可受人工或自動控制裝置控制進行精確地伸縮，從而在車輛運行時，根據(jù)線性電機與地面極板的間距也即氣隙的變化情況，可隨時通過伺服作動器驅(qū)動線性電機上、下移動以調(diào)節(jié)氣隙大小，確保氣隙小且穩(wěn)定在設定值，電機效率高；由于氣隙大小可方便進行調(diào)節(jié)，也就無須要求嚴格控制地面極板和鋼軌間的高差，因此其線性電機和地面極板的安裝工藝要求低，安裝容易、成本低。并且由于線性電機懸掛于簧上的車體下部，而非簧間、簧下部位如車軸上，從而大大降低了車輛的簧間重量或簧下重量，車輛減震性好，并降低了轉(zhuǎn)向架和輪軌間承受的動載荷，減少其磨損。
上述的伺服作動器經(jīng)控制電纜與懸掛控制器電聯(lián)接。這樣由懸掛控制器控制及驅(qū)動伺服作動器動作，并帶動線性電機上、下移動，實現(xiàn)對線性電機與地面極板氣隙值的控制，其控制更準確、可靠。
上述的線性電機的機體上安裝有測定線性電機與地面極板間隙的非接觸式位移傳感器，該傳感器也經(jīng)電纜與懸掛控制器電聯(lián)接。這樣通過位移傳感器將氣隙變化情況，實時、準確地感應并傳送給懸掛控制器，懸掛控制器據(jù)此更準確、無滯后的及時控制伺服作動器動作，從而氣隙值能得到更加恒定、可靠的控制，并且使氣隙控制的全過程實現(xiàn)自動化。
上述的線性電機上設置有限定線性電機上、下移動最大位置的限位機構(gòu)。
上述的限位機構(gòu)的組成為限位柱固定于線性電機上部，該限位柱上部的限位孔套合于車體轉(zhuǎn)向架輪對的輪軸上。
由于限位孔孔徑按設定的數(shù)值大于車軸直徑，故限位柱及其線性電機可以而且只能在該限位孔限定的范圍內(nèi)上、下移動，從而保證線性電機主動(伺服)懸掛萬一失效后，以機械方式限定線性電機上、下移動的極限位置，車輛仍能繼續(xù)低速運行，并可在具有維修能力的車站中進行維修；而避免車輛癱在路上無法行進，并且也難以維修的困難。
上述的伺服作動器的數(shù)量可以是一個、兩個、三個或者四個。


下面結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明作進一步詳細說明。
圖1是本發(fā)明實施例的結(jié)構(gòu)框架圖。
圖2是本發(fā)明實施例的縱視結(jié)構(gòu)框架圖。
圖3是本發(fā)明實施例的電氣原理框圖。
具體實施例方式
圖1-3示出，本發(fā)明的一種具體實施方式
為一種軌道車輛線性電機主動懸掛裝置，含有車體1、車體1下懸掛的線性電機4，地面兩軌道間鋪設的地面極板5，它的線性電機4經(jīng)伺服作動器8懸掛于車體1下部。該伺服作動器8可以是液壓驅(qū)動，可以是壓縮空氣驅(qū)動，也可以是機電作動器。
伺服作動器8經(jīng)控制電纜與懸掛控制器7電聯(lián)接。線性電機4的機體上安裝有測定線性電機4與地面極板5間隙的非接觸式位移傳感器9，該傳感器9經(jīng)電纜與懸掛控制器7電聯(lián)接。
線性電機4上設置有限定線性電機4上、下移動最大位置的限位機構(gòu)。限位機構(gòu)的組成為限位柱10固定于線性電機4上部，該限位柱10上部的限位孔10a套合于車體1轉(zhuǎn)向架輪對3的輪軸12上。并且為使限位更可靠，在限位孔10a最上端或最下端設置相應的與懸掛控制器7電聯(lián)接的觸動開關或接觸傳感器；使得當輪軸12也即線性電機4處于最上或最下極限位置時，觸動開關或接觸傳感器產(chǎn)生一個極限位置信號傳送給懸掛控制器7，懸掛控制器7據(jù)此控制伺服作動器8停止動作，以免伺服作動器8損壞。
圖1-3示出，本例的伺服作動器8的數(shù)量為四個，因線性電機4是一剛性體，因此，四個伺服作動器8必須受懸掛控制器7統(tǒng)一控制協(xié)調(diào)動作。實施時伺服作動器8的數(shù)量也可是是一個、兩個、三個或者多個。用一個伺服作動器時，聯(lián)接在伺服作動器下端的線性電機只能隨其伸縮桿的伸縮作上下移動；若用兩個伺服作動器，可沿車體的縱向作一前一后的布置，聯(lián)接在伺服作動器下端的線性電機前后兩端的氣隙可單獨調(diào)節(jié)；若用三個或四個伺服作動器，可沿車體的縱向布置成三角形或矩形，線性電機前后兩端的氣隙以及橫向兩側(cè)的間隙均可以單獨調(diào)節(jié)。
圖1、圖2還示出，本實施例的線性電機4經(jīng)伺服作動器8懸掛于車體下部的一種具體方式為線性電機4機體下部設有固定支鉸13，伺服作動器8的伸縮桿端與線性電機4機體上面的固定支鉸13鉸接。伺服作動器8的機體上端為鉸接孔，與車體1底部的固定鉸支座14鉸接，線性電機4即被伺服作動器8懸掛在車體1下部。當然懸掛方式還可采用其它各種現(xiàn)有的懸掛方式，只要能確保線性電機4能可靠的懸掛于車體1下部即可。
此外，本發(fā)明的線性電機4與車體1的牽引驅(qū)動方式，可以采用現(xiàn)有的各種牽引方式，也可按圖1、圖2的方式進行牽引連接，即車體1底部有一與車體1剛性固定連接為一體的牽引柱11，牽引柱11上有兩個鉸支座15，線性電機4機體兩側(cè)各有一個鉸接點16，對稱布置，與牽引拉桿6的一端鉸接，牽引拉桿6的另一端水平鉸接到車體1牽引柱11的鉸支座15上，用以對線性電機4作縱向定位并將牽引力傳遞給車體1。
本發(fā)明的懸掛控制器7既可自動控制也可通過人工操作來啟動和運行。
權(quán)利要求
1.一種軌道車輛線性電機主動懸掛裝置，含有車體(1)、車體(1)下懸掛的線性電機(4)，地面兩軌道間鋪設的地面極板(5)，其特征在于所述的線性電機(4)經(jīng)伺服作動器(8)懸掛于車體(1)下部。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種軌道車輛線性電機主動懸掛裝置，其特征在于所述的伺服作動器(8)經(jīng)控制電纜與懸掛控制器(7)電聯(lián)接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種軌道車輛線性電機主動懸掛裝置，其特征在于所述的線性電機(4)的機體上安裝有測定線性電機(4)與地面極板(5)間隙的非接觸式位移傳感器(9)，該傳感器(9)也經(jīng)電纜與懸掛控制器(7)電聯(lián)接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種軌道車輛線性電機主動懸掛裝置，其特征在于所述的線性電機(4)上設置有限定線性電機(4)上、下移動最大位置的限位機構(gòu)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種軌道車輛線性電機主動懸掛裝置，其特征在于所述的限位機構(gòu)的組成為限位柱(10)固定于線性電機(4)上部，該限位柱(10)上部的限位孔(10a)套合于車體(1)轉(zhuǎn)向架輪對(3)的輪軸(12)上。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種軌道車輛線性電機主動懸掛裝置，其特征在于所述的伺服作動器(8)的數(shù)量可以是一個、兩個、三個或者四個。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種軌道車輛線性電機主動懸掛裝置，它的線性電機(4)經(jīng)伺服作動器(8)懸掛于車體(1)下部。該種裝置可使線性電機與地面極板的氣隙小而且穩(wěn)定可靠、電機效率高；轉(zhuǎn)向架以及輪軌之間承受的動載荷低、磨損小，車輛的減震性能好；并且安裝要求低、安裝成本少。
文檔編號B60L13/03GK1704277SQ20041002264
公開日2005年12月7日 申請日期2004年5月28日 優(yōu)先權(quán)日2004年5月28日
發(fā)明者張衛(wèi)華, 戴煥云, 馬啟文 申請人:西南交通大學