一种转向架轴端盘式发电装置
阅读说明：本技术 一种转向架轴端盘式发电装置 (Bogie shaft end disc type power generation device ) 是由 苗秀娟 孙国营 昝壮 于 2020-11-13 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种转向架轴端盘式发电装置,包括转子组件、定子组件和承载鞍,转子组件安装在转轴的轴端端盖的外端面并随转轴转动,承载鞍的一端可拆卸安装定子组件,承载鞍的另一端固装在转向架上,转子组件与定子组件同轴并列且形成轴向间隙。本发明具有轴向尺寸小,体积小,生产成本低,可靠性高,维护简单,实用性强且不会改变车轴原有内部结构等优点,实现了由机械能转化为电能的目的；本发明安装有电磁线圈绕组的外罩不以转轴为安装基础,根据对电能的所需,可在一定空间内增大盘式永磁铁及相应的电磁线圈绕组的尺寸。(The invention discloses a bogie shaft end disc type power generation device which comprises a rotor assembly, a stator assembly and a bearing saddle, wherein the rotor assembly is arranged on the outer end face of a shaft end cover of a rotating shaft and rotates along with the rotating shaft, the stator assembly is detachably arranged at one end of the bearing saddle, the other end of the bearing saddle is fixedly arranged on a bogie, and the rotor assembly and the stator assembly are coaxially arranged in parallel and form an axial gap. The invention has the advantages of small axial size, small volume, low production cost, high reliability, simple maintenance, strong practicability, no change of the original internal structure of the axle and the like, and realizes the purpose of converting mechanical energy into electric energy; the outer cover provided with the electromagnetic coil winding does not use the rotating shaft as an installation basis, and the sizes of the disc type permanent magnet and the corresponding electromagnetic coil winding can be increased in a certain space according to the requirement on electric energy.)
技术领域
本发明涉及铁路车辆发电技术领域，具体涉及转向架轴端盘式发电装置。
背景技术
智能列车是我国的发展方向，其中很大一部分是智能感知，就需要供电。而现在的货车列车只有机车可以供电，货车没有供电，只能采用自发电的形式，因此设计转向架发电装置有重要的意义。
现有技术中，在转向架上的发电机占用了转向架较大空间，给整个转向架布局带来了不利的影响，还会由于转向架结构不对称造成动力学性能恶化。同时现有技术是采用轴端皮带轮进行传动，因此转向架的轴是个非标准件，需要单独设计。另外采用皮带传动要求轮对轴和电机轴平行且轴距不可调，因此只能安装在构架一体式转向架上，也就是不能安装在三大件的货车转向架上。
专利“一种铁路货车轴端盘式永磁发电装置(专利号：201210561240.X)”将发电装置安装在列车车轴上，解决了发电装置占用了转向架上方的空间的问题，但该装置将定子结构与转子结构包覆在轴箱端盖内部，并通过轴箱端盖与套设于车轴上的轴箱轴承座固定连接，轴箱端盖以车轴为安装基础，此结构使得轴箱轴承座、定子结构、转子结构与车轴直径需配套使用。
发明内容
本发明要解决的技术问题是克服现有技术存在的不足，现提供不占用了转向架空间、轴不需单独设计、轴箱端盖不以车轴为安装基础的转向架轴端盘式发电装置。
为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：转向架轴端盘式发电装置，包括转子组件、定子组件和承载鞍，所述转子组件安装在转轴的轴端端盖的外端面并随转轴转动，所述承载鞍的一端可拆卸安装定子组件，所述承载鞍的另一端固装在转向架上，所述转子组件与所述定子组件同轴并列且形成轴向间隙。
优选地，所述转子组件包括盘式永磁铁和安装底座，所述盘式永磁铁可拆卸安装在所述安装底座上，所述安装底座可拆卸连接在所述轴端端盖上。
优选地，所述定子组件包括电磁线圈绕组和外罩，所述电磁线圈绕组嵌装在所述外罩上，所述外罩的上端与所述承载鞍通过螺栓连接，所述电磁线圈绕组与所述盘式永磁铁同轴并列且形成轴向间隙。
优选地，所述外罩上开设有放置所述电磁线圈绕组的放置槽，所述电磁线圈绕组上与所述放置槽内对应开设有螺栓孔，所述电磁线圈绕组与所述外罩通过螺栓与所述螺栓孔连接。
优选地，所述螺栓孔呈环形阵列分布。
优选地，所述承载鞍上设有定位孔，所述外罩上设有与所述定位孔相配合的定位凸台。
与现有技术相比，本发明的优点在于：本发明具有轴向尺寸小，体积小，生产成本低，可靠性高，维护简单，实用性强且不会改变车轴原有内部结构等优点，实现了由机械能转化为电能的目的，可显著提高列车的发电效率，能量利用率和能量回收率，从而节约相应的能耗。本发明安装有电磁线圈绕组的外罩不以转轴为安装基础，根据对电能的所需，可在一定空间内增大盘式永磁铁及相应的电磁线圈绕组的尺寸。
附图说明
图1为本发明的整体示意图；
图2为本发明的发电装置爆炸图；
图3为本发明的安置槽示意图；
图4为本发明的整流示意图。
图例说明：
1、转子组件；11、盘式永磁铁；12、安装底座；2、定子组件；21、电磁线圈绕组；211、螺栓孔；22、外罩；221、放置槽；222、定位凸台；3、承载鞍；31、定位孔；4、转轴；5、轴端端盖；6、转向架。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细说明，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1、图2所示，本实施例的转向架轴端盘式发电装置，包括转子组件1、定子组件2和承载鞍3，所述转子组件1安装在转轴4的轴端端盖5的外端面并随转轴4转动，所述承载鞍3的一端可拆卸安装定子组件2，所述承载鞍3的另一端固装在转向架6上，所述转子组件1与所述定子组件2同轴并列且形成轴向间隙。本实施例中转子组件1通过轴端端盖5螺栓安装在转轴4端面上，定子组件2安装在外罩22上，通过承载鞍3将定子组件2固定，且外罩22的底部至承载鞍3的顶部之间的高度小于转轴4最底部至转向架6顶部之间的高度，因此避免了占用转向架6上方的空间，减小了整个车体的设计高度，本实施例中只有转子组件1安装在转轴4的轴端端盖5的端面，外罩22不以转轴4为安装基础，由此，当需满足较大电能时，在不超出转轴4底部至转向架6顶部之间的空间内可以增大盘式永磁铁11的同时增大电磁线圈绕组21的尺寸。本实施例中转子组件1安装在转轴4的轴端端盖5的外部，方便转子组件1的安装与拆卸。
如图2所示，所述转子组件1包括盘式永磁铁11和安装底座12，所述盘式永磁铁11可拆卸安装在所述安装底座12上，所述安装底座12可拆卸连接在所述轴端端盖5上。方便盘式永磁铁11与安装底座12的拆装。盘式永磁铁11由永磁铁和主端板构成，永磁铁呈环阵列均匀分布在主端板上。
如图2所示，所述定子组件2包括电磁线圈绕组21和外罩22，所述电磁线圈绕组21嵌装在所述外罩22上，所述外罩22的上端与所述承载鞍3通过螺栓连接，所述电磁线圈绕组21与所述盘式永磁铁11同轴并列且形成轴向间隙。外罩22作为电磁线圈绕组21的承载件，此结构方便电磁线圈绕组21的拆装。电磁线圈绕组21由绕线板、缠绕在绕线板上的电磁线圈、线圈前端盖和线圈前端盖构成，线圈前端盖与线圈后端盖将电磁线圈包覆在内。
如图2和图3所示，所述外罩22上开设有放置所述电磁线圈绕组21的放置槽221，所述电磁线圈绕组21上与所述放置槽221内对应开设有螺栓孔211，所述电磁线圈绕组21与所述外罩22通过螺栓与所述螺栓孔211连接。更好的将电磁线圈绕组21固定在外罩22上。
如图2所示，所述螺栓孔211呈环形阵列分布。
如图2和图3所示，所述承载鞍3上设有定位孔31，所述外罩22上设有与所述定位孔31相配合的定位凸台222。承载鞍3与外罩22上对应位置都设有螺栓孔，安装时，先将定位凸台222插入定位孔31中进行定位，再用紧固螺栓插入螺栓孔中拧紧。
具体工作时，盘式永磁铁11通过轴端端盖5固定连接在转轴4的轴端，从而实现了车在运行时，转轴4的旋转带动盘式永磁铁11的旋转，电磁线圈绕组21安放在放置槽221中且用螺栓与外罩22固定，同时外罩22上的定位凸台222与承载鞍3上的定位孔31进行定位，再将螺栓拧紧固定，正常形式时，转轴4转动带动轴端端盖5和盘式永磁铁11旋转，电磁线圈绕组21做切割磁力线的运动来造成磁感应电动势，再根据电磁线圈接线端构成一个控制回路，便产生了电流量。当无法满足预期供电量时，可通过将电磁线圈绕组21和盘式永磁铁11采取并联的方式，来产生各异感应2倍的电压，也可以采用增加盘式永磁铁11的数量提高磁通量，来实现更大的发电量以满足运行用电需求。整个电机感应出来的电是交流电，后期需要通过电路的整流变压，可变压降为24V，12V或5V三种电压形式。通过整流后的电压：1.当高于电池电压时，发电机可向给电池供电；2.当低于电池电压时，电机电流会通过电路和电池隔断，不影响电池的正常工作状态，电路图如图4所示。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例。对于本技术领域的技术人员来说，在不脱离本发明技术构思前提下所得到的改进和变换也应视为本发明的保护范围。
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