[发明专利]一种开关磁阻电机直驱的独立轮对及单轴转向架

说明书

一种开关磁阻电机直驱的独立轮对及单轴转向架，其中独立轮对包括轴桥，所述轴桥两端均安装有开关磁阻电机，所述开关磁阻电机的心轴上安装有逆变器和定子，该逆变器位于定子的端部，所述开关磁阻电机的外壳内侧安装有转子；所述心轴与轴桥连接，所述外壳与轮箍固定连接。本发明的独立轮对通过逆变器改变传统电机的结构，使得心轴固定不动，并承担车轴的功能；而电机外壳转动，当电机外壳和轮箍集成在一起时，电机和轮箍构成车轮驱动单元，左右车轮驱动单元通过轴桥组成独立轮对，为转向架提供动力及运动。

技术领域

本发明属于城市轨道交通领域，具体涉及一种开关磁阻电机直驱的独立轮对及单轴转向架。

背景技术

随着城市轨道交通地铁、轻轨等发展迅速，轨道交通车辆越来越多应用独立轮对技术。独立轮对用车轴采用中段下凹结构的轴桥，可有效降低车厢内部地板面高度，确保车厢内部低地板面平整；轴桥两端安装轴承与车轮相连接，可实现两侧车轮独立旋转，有效解决车辆在过弯过程中内外侧车轮转速不一致造成车辆的蛇形摆动。例如，中国实用新型专利CN201821528027.8公开了一种轨道车辆用独立轮对，该专利中虽然实现了两侧车轮独立旋转，但是依然是在轴桥两端安装轴承与车轮相连接，结构较复杂，且安装在转向架上时需要驱动装置驱动。

此外，单轴转向架因其占用空间小、自重轻的优点，越来越多地被应用于城市轨道交通车辆中，但是现有单轴转向架中存在以下问题：1、驱动装置通过齿轮传动装置驱动车轮，而齿轮传动装置的结构复杂，故障率高，维护费用高；2、驱动装置采用传统异步电机及永磁电机，效率不高，转向架的有效载荷利用率不高，无法满足城市轨道交通运输的需要。相比于传统异步电机及永磁电机，由于开关磁阻电机具有利用系数高、结构简单、转速高、以及效率及功率密度高等优点，其被广泛应用于家用电器、电动汽车、纺织机械、航空发动机、电动工具、伺服及调速系统等领域，但至今还未在轨道交通领域中使用。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明旨在提供一种开关磁阻电机直驱的独立轮对及单轴转向架，以实现独立轮对的自驱动，无需传统的齿轮传动装置即可为转向架提供动力，简化独立轮对及单轴转向架的结构，节省成本。

为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：一种开关磁阻电机直驱的独立轮对，包括轴桥，所述轴桥两端均安装有开关磁阻电机，所述开关磁阻电机的心轴上安装有逆变器和定子，该逆变器位于定子的端部，所述开关磁阻电机的外壳内侧安装有转子；所述心轴与轴桥连接，所述外壳与轮箍固定连接。

上述方案中，通过逆变器改变传统电机的结构，使得心轴固定不动，而电机外壳转动。当电机外壳和轮箍集成在一起时，即可构成车轮驱动单元，左右车轮驱动单元通过轴桥组成独立轮对，为转向架提供动力及运动。因此，当该独立轮对安装在转向架上时，转向架无需设计传统的齿轮传动装置及联轴节等相关部件，通过该独立轮对即可驱动车轮，从而可降低转向架的设计成本、制造成本和维护成本，同时提高传动效率。

优选的，所述轮箍套设在外壳的外侧上。

本发明还提供一种单轴转向架，包括构架和制动装置，所述构架由两根侧梁、前端梁和后端梁组成，所述侧梁上设置有一系悬挂安装座，还包括上述的开关磁阻电机直驱的独立轮对，所述一系悬挂安装座上安装有一系悬挂，所述一系悬挂的一端与构架相连，所述一系悬挂的另一端与轴桥相连；所述外壳与制动装置中的制动盘固定连接。

优选的，制动装置还包括制动器，所述制动器安装在开关磁阻电机的心轴上。

优选的，所述构架上还设置有二系悬挂装置，所述二系悬挂装置包括二系弹簧、二系横向减振器、二系垂向减振器，所述二系弹簧对称安装在构架的两端，二系垂向减振器对称安装在侧梁的中部；二系横向减振器安装于侧梁上并关于构架的中心对称。

优选的，所述前端梁上安装有牵引装置和车体定位杆，所述后端梁上对称安装有抗侧滚扭杆。

在其中一个优选的实施例中，所述牵引装置安装在前端梁的中部，所述车体定位杆对称安装在牵引装置的两侧。