[发明专利]用于轨道车辆的牵引走行系统

说明书

本发明涉及一种用于轨道车辆的牵引走行系统。该牵引走行系统包括车轮轴、车轮和牵引电机，车轮和牵引电机在车轮轴上沿轴向间隔布置，牵引电机包括能够相对转动的电机定子和电机转子，电机转子固定在车轮轴的径向外侧，电机定子安装在电机转子的径向外侧。其中，该牵引走行系统还包括磁悬浮支撑组件，该磁悬浮支撑组件包括能够相对转动的磁悬浮定子和磁悬浮转子，磁悬浮转子在车轮与电机转子的轴向之间固定在车轮轴的径向外侧，磁悬浮定子通过磁力悬浮支撑在磁悬浮转子的径向外侧并且与电机定子固定连接。本发明的牵引走行系统具有稳定的支撑结构。

技术领域

本发明涉及轨道车辆技术领域。具体地，本发明涉及一种用于轨道车辆的牵引走行系统。

背景技术

随着城市轨道交通和高速铁路的发展，当前越来越多的轨道车辆采用电力来驱动运行。其中，直驱式牵引电机是常见的驱动装置。采用直驱式牵引电机意味着将驱动车轮的牵引电机直接集成在车轮轴上而不设置变速机构。当对电机供电时，电机运转来直接驱动车轮轴带动车轮转动，从而推动车辆在轨道上行进。此时，支撑轨道车辆行进的车轮和驱动轨道车辆的电机共同集成在同一根车轮轴上，因此可以将这种集成式系统称为轨道车辆的牵引走行系统。

CN 105262303 A公开了一种具有典型构造的轨道车辆的牵引走行系统。轮对分别安装在车轮轴的两端，电机安装在车轮轴的中间，电机的定子和转子封装在电机壳体内。其中，电机的定子固定在壳体上，而转子固定在车轮轴上，壳体在轴向两端分别通过一个或多个轴承支撑在车轮轴上。

在此类牵引走行系统中，由于轨道车辆的车轮轴尺寸一般较大，因此安装在车轮轴上的各种轴承也必须相应地选取较大的尺寸以匹配车轮轴。但这些轴承所承载的载荷并不是太高，因此轴承可能发生打滑现象。此外，由于牵引电机的转子集成在车轮轴上，而车轮轴与直接接触轨道的轮对相连，因此可能会将严重的振动和冲击传导到牵引电机，从而引发噪声。

发明内容

因此，本发明需要解决的技术问题是，提供一种具有稳定的支撑结构的牵引走行系统。

上述技术问题通过根据本发明的一种用于轨道车辆的牵引走行系统而得到解决。该牵引走行系统包括车轮轴、车轮和牵引电机。车轮和牵引电机分别安装在车轮轴上并且在车轮轴上沿轴向间隔布置。牵引电机包括能够相对转动的电机定子和电机转子，电机转子固定在车轮轴的径向外侧，电机定子安装在电机转子的径向外侧。其中，该牵引走行系统还包括磁悬浮支撑组件，该磁悬浮支撑组件包括能够相对转动的磁悬浮定子和磁悬浮转子。磁悬浮转子在车轮与电机转子的轴向之间固定在车轮轴的径向外侧，磁悬浮定子通过磁力悬浮支撑在磁悬浮转子的径向外侧并且与电机定子固定连接。牵引电机的相对于车身静止的部件(例如电机定子)等可以借助于磁悬浮支撑组件通过磁力悬浮支撑在车轮轴上，而磁悬浮支撑组件的磁悬浮定子与磁悬浮转子之间没有直接接触，相较于常规的轴承而言，磁悬浮支撑组件可以大大减少摩擦造成的能量损耗和噪声，从而提供更加稳定的支撑。

根据本发明的一个优选实施例，该牵引走行系统还可以包括安装在车轮轴的径向外侧的轴承。保留常规轴承的意义在于，当磁悬浮支撑组件不工作时，电机定子和磁悬浮定子可以通过轴承支撑在车轮轴上；而当磁悬浮支撑组件正常工作时，这些轴承通常不承受或只承受很小的径向载荷。因此，可以灵活地选择更多不同规格的轴承，例如具有较大间隙的深沟球轴承。

根据本发明的另一优选实施例，该牵引电机还可以包括电机壳体，电机定子固定在电机壳体的径向内侧，从而将电机定子和电机转子共同封装在电机壳体内。

根据本发明的另一优选实施例，该牵引走行系统还可以包括固定在电机壳体的轴向端部的轴承座，磁悬浮支撑组件的磁悬浮定子可以固定在轴承座的径向内侧，从而将磁悬浮支撑组件的磁悬浮定子与牵引电机的电机定子集成在一起。进一步优选地，常规的轴承可以安装在轴承座与车轮轴的径向之间。