一种电力动车、火车发电机及其自动控制系统的制作方法

文档序号:17870708发布日期:2019-06-11 23:41阅读:647来源:国知局
一种电力动车、火车发电机及其自动控制系统的制作方法

本发明属于发电装置技术领域,具体涉及一种电力动车、火车发电机及其自动控制系统。



背景技术:

随着社会的发展和人们经济生活水平的提高,对能源的需求越来越大,能源短缺的现象日益加剧,迫切需要全人类来共同解决。最重要的还是电能问题,现有的发电设备有水力发电机、煤燃烧发电机、油、气发电机和风力发电机等;水力发电占地面积大,存水库少,容易造成地球比重失恒,容易造成自然灾害;煤燃烧发电机对空气污染严重,而挖空地球,也造成地球比重失恒,地面突降灾害;油、气发电机,为不可再生能源,成本高昂;风能作为可再生循环利用,无污染的自然能源,作为一种经济、环保的能源已引起人们的高度关注,空气能利用发电机制造空气激流、风阻力机械同水力机械一样,而现有的风力发电机也只是静太式,需等有风才有电,没风就没电,且发电量小,占地面积大,运转不稳定,难以抗击强烈阵风的吹袭;而核电站产生的核辐射对人类有极大的危害,还有引发可爆炸的风险。火车一百多年来,人类把它当作交通工具,运输工具,而申请人发现,利用它运动过程产生的能量能为人类制造新能源发电机,其蓄电效果显著。



技术实现要素:

为了解决现有技术存在的上述问题,本发明目的在于提供一种电力动车、火车发电机及其自动控制系统。

本发明所采用的技术方案为:

一种电力动车、火车发电机及其自动控制系统,包括车头、发电机组、车厢底盘、火车/动车轨道、发电跑道和电路输送系统,所述车头通过牵引装置与车厢底盘连接,所述车头带动车厢底盘前进,所述发电机组设于车厢底盘的上方,所述发电跑道(5)内设有轴承(7),所述轴承在发电跑道的内部滑动,电力动车、火车运行时所述火车/动车轨道作为发电机的定子,产生旋转磁场,车头作为发电机的转子,在旋转磁场中被磁力线切割进而输出电流,所述输出电流通过电路输送系统输送至变压器,所述变压器与国家电网连接。而现有的风力发电机是静太式的,需等有风才有电,且发电量小,占地面积大,运转不稳定,难以抗击强烈阵风的吹袭,针对上述问题,本发明研发了一种电力动车、火车发电机,通过设置大小风轮机及利用电力动车、火车在运行过程中制造的强大空气激流驱动风轮机转动并带动电动机运转发电,发电机所产生的电能通过电路输送模块将电能传输至变压器,再通过变压器传输至国家电网及供动车、火车行驶,由此可实现发电机在不消耗任何能源的情况下大功率产能,且稳定性强,不受天气影响。

本发明通过电力动车、火车机组快速运转产生巨大空气激流,用来供风轮转动提供巨大驱动力,发电机通过风轮高压风阻强行驱动发电,只要车头在运行,电动机将会不停休地运转,正常蓄电。风轮机是利用与车头连接的牵引动力加快火车动车的运行,快速运转制造高强大空气阻驱动,风轮机叶片运转加快,再通过转轴推动发电机运行产生电能,这样比通过发电厂输送电压至变压器再输送至用户节省了大量的资源和时间。所述车头内设有控制系统,控制电力动车、火车的运行速度,运行轨迹,以及控制电路的输送路径、控制发电机组的工作运行。电力动车、火车运行时所述火车/动车轨道作为发电机的定子,产生旋转磁场,所述车头作为发电机的转子,在旋转磁场中被磁力线切割进而输出电流,节约了大量的资源浪费为发电机提供电能,并输送至电网。本发明成本低高效益,施工程序简单方便,为国家节约能源,减少污染排放,实用性强,将深受各国的重视。

进一步地,所述发电机组包括机架、第一风轮机和第二风轮机,所述机架用于固定第一风轮机和第二风轮机,所述第一风轮机和第二风轮机电性连接,所述机架的一端与车厢底盘固定。所述第一风轮机和第二风轮机分别置于机架的上层和下层,所述第一风轮机和第二风轮机运转产生的电量均由电力输送系统传输至电网。

进一步地,所述机架为多层设计,包括设于上层用于固定第一风轮机的第一支架和设于下层用于固定第二风轮机的第二支架,所述第一支架与车厢底盘的一端固定,第二支架与车厢底盘的另一端固定,所述第一支架和第二支架均通过电力输送系统与变压器电连接。所述机架包括用于固定第一风轮机和发电机的上层组合支架,用于固定第二风轮机和发电机的下层框架,将机架分为上下层不但可以起到节省空间的目的,而且在车头运行过程中由于第一风轮机和第二风轮机存在高度差,能产生更大的空气激流和势能差值,为风轮机运转提供更大的能量。

优选地,所述第一风轮机和第二风轮机均包括多片风轮叶片、转轴和发电机,所述多片风轮叶片形成环形,且转轴横向穿过环形轴心,所述转轴的一端固定在第一支架上,另一端与发电机连接,所述风轮叶片能够在转轴上旋转。风轮机运转中,将势能转化为推动风轮叶片运转的动能,风轮叶片通过转轴与发电机转子轴心连接,带动发电机转子旋转并在转动过程中切割发电机定子磁力线圈,利用电磁感应原理,在发电机线圈中产生高压电,再经过电力输送系统输送至变压器,由变压器将电力输送至电网中,风轮机中作完功的电力机车快速运转制造高强风阻,与大气激流做功,为风轮机的继续运转提供能量,即进一步蓄电。

优选地,所述第一风轮机和第二风轮机与发电机之间均设有控制发电机转速的齿轮变速箱。发电机组的转速将通过控制动车、火车在运行过程中的速度来改变,同时通过风轮机与发电机之间的齿轮变速箱对发电机运转时的转速进行调控,确保发电机组运转的稳定性和高效性。

优选地,所述第一风轮机的运行功率大于第二风轮机的运行功率。设置两个不同大小功率的风轮机可以更加方便地对风轮机的转速进行控制及调控,以及增加两风轮之间的惯性力,达到增加能量转化率的效果。

优选地,所述车头与车厢底盘连接处还设有牵引带,所述车头与牵引带形成动力机组,为动车、火车运行提供动能。

优选地,所述车头内设有用于控制电力动车、火车运行状态的控制系统。由于车头(转子)在运动过程中发电机的转速,将决定发出的交流电的频道率,为保证频率的稳定,就必须稳定转子的转速,为了稳定转速,可采用动力时速控制的方式,对原动机(风轮机)转速进行控制,即将发出的交流电的频率信号采样,并反馈到动车、火车机车控制系统,好调速控制风轮机的输出功率,可以让发电机的转速稳定,更有效地输出能量。

具体地,所述电力动车、火车运行过程中会产生空气流动势能、动力势能、重力势能以及反向的冲击势能、弹性势能、阻击势能,根据能量守恒定律,空气流动势能、动力势能、重力势能、冲击势能、弹性势能和阻击势能可集中于一个势力点,在车头运行下,强大风阻驱使风轮叶片转动,风轮叶片带动发电机组运转发电。电力火车开动时,时速给风力发电机组提供机械能,在动能与机械能的能量总和等于最初具有的能量,即使高速与风轮机械叶片面积或阻力速度变化也保持恒定、速度与伯努利定理相同,有效落差及理论电力火车、动车制造风力气流,形成有效落差(损耗落差),即由轨道与车速度、风轮机与风阻的摩擦造成的能量损失,风轮叶片结构从总落差高速流入电动机组,此时形成有效落差将成为供电动机组运转的能量。

工作原理:本发明的电力动车、火车发电机是在电力机头的工作下、机械运动所制造惯性空气激流、在风轮机迎面反向风的阻力作用下驱动发电机旋转,风轮机将风功能空气流转变为机械功能轴的机械发电机组在发电机轴驱动旋转发电。所以说动态风能发电机,以制造空气激流以供发电机运转提供足够的能量。要实现动车、火车在运动过程中自动发电,主要是通过车头带动电力动车、火车在固定轨道上急速运行,同时通过设于车厢底盘上的发电机组对火车运行过程中的各种势能及动能进行集中利用,电动机组中设有发电机和风轮机,发电机在风轮机的作用下在其设定的发电跑道上运转,风轮机通过风轮叶片的旋转动能与空气激流的冲击下可实现运转,并带动发电机转动,发电机组的机架上设有电路连接线,即为电路输送系统,电路输送系统在控制系统的作用下会将电路输送至变压器,在由变压器将电量传输至国家电网以及供动车、火车行驶。

本发明的有益效果为:

1.本发明利用动车、火车运行过程中产生的各种势能及动能转换为电能,由现有的静态式发电机转变为动态式发电机,不受外界环境影响,稳定性强,储能量高。

2.本发明将发电机组设置为多层结构,可提高气流及动能的利用率,大大提高能量的转换。

3.本发明设计合理,运用性强,而且施工程序简便高效,减少空气污染,节约大量资源,低碳环保,为国家经济发展提供了一种全新的理念,将获得绝大多少人的。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

图2是本发明火车/动车轨道结构示意图。

图3是本发明发电跑道结构示意图。

图4是本发明车厢底盘结构示意图。

图5是本发明发电机组结构示意图。

图6是本发明风轮机结构示意图。

图7是本发明机架结构示意图。

图8是本发明各种势力集中状态图。

图9是本发明电路输送示意图。

图10是本发明的火车/动车运行状态图。

图中:1-车头;2-发电机组;3-车厢底盘;4-火车/动车轨道;5-发电跑道;6-电力输送系统;601-铜条电路;602-绝缘管;7-轴承;8-机架;801-第一支架;802-第二支架;9-第一风轮机;10-第二风轮机;11-风轮叶片;12-发电机;13-转轴;14-牵引带;15-变压器。

具体实施方式

为了使本发明的技术方案及优点更加清楚明白,下面结合附图及具体实施例对本发明作进一步阐述。

如图1-8所示,本实施例提供了一种电力动车、火车发电机及其自动控制系统,包括车头1、发电机组2、车厢底盘3、火车/动车轨道4、发电跑道5和电路输送系统6,所述车头1通过牵引装置与车厢底盘3连接,所述车头1带动车厢底盘3前进,所述发电机组2设于车厢底盘3的上方,所述轴承7在发电跑道5的内部滑动,电力动车、火车运行时所述火车/动车轨道4作为发电机的定子,产生旋转磁场,车头1作为发电机的转子,在旋转磁场中被磁力线切割进而输出电流,所述输出电流通过电路输送系统6输送至变压器15,所述变压器15与国家电网连接,所述电路输送系统6包括相互电连接的铜条电路601和绝缘管602。而现有的风力发电机是静太式的,需等有风才有电,且发电量小,占地面积大,运转不稳定,难以抗击强烈阵风的吹袭,针对上述问题,本发明研发了一种电力动车、火车发电机,通过设置大小风轮机及利用电力动车、火车在运行过程中制造的强大空气激流驱动风轮机转动并带动电动机运转发电,发电机所产生的电能通过电路输送模块将电能传输至变压器,再通过变压器传输至国家电网及供动车、火车行驶,由此可实现发电机在不消耗任何能源的情况下大功率产能,且稳定性强,不受天气影响。

本发明通过电力动车、火车机组快速运转产生巨大空气激流,用来供风轮转动提供巨大驱动力,发电机12通过风轮高压风阻强行驱动发电,只要车头1在运行,电动机12将会不停休地运转,正常蓄电。风轮机是利用与车头连接的牵引动力加快火车动车的运行,快速运转制造高强大空气阻驱动,风轮机叶片运转加快,再通过转轴推动发电机运行产生电能,这样比通过发电厂输送电压至变压器再输送至用户节省了大量的资源和时间。所述车头1内设有控制系统,控制电力动车、火车的运行速度,运行轨迹,以及控制电路的输送路径、控制发电机组2的工作运行。电力动车、火车运行时所述火车/动车轨道4作为发电机的定子,产生旋转磁场,所述车头作为发电机的转子,在旋转磁场中被磁力线切割进而输出电流,节约了大量的资源浪费为发电机提供电能,并输送至电网。本发明成本低高效益,施工程序简单方便,为国家节约能源,减少污染排放,实用性强,将深受各国的重视。

在本实施例中,所述发电机组2包括机架8、第一风轮机9和第二风轮机10,所述机架8用于固定第一风轮机9和第二风轮机10,所述第一风轮机9和第二风轮机10电性连接。所述第一风轮机和第二风轮机分别置于机架8的上层和下层,所述第一风轮机和第二风轮机运转产生的电量均由电力输送系统传输至电网。

在本实施例中,所述机架为多层设计,包括设于上层用于固定第一风轮机9的第一支架801和设于下层用于固定第二风轮机10的第二支架802,所述第一支架801与车厢底盘3的一端固定,第二支架802与车厢底盘3的另一端固定,所述第一支架和第二支架均通过电力输送系统6与变压器电连接。所述机架包括用于固定第一风轮机和发电机的上层组合支架,用于固定第二风轮机和发电机的下层框架,将机架分为上下层不但可以起到节省空间的目的,而且在车头运行过程中由于第一风轮机和第二风轮机存在高度差,能产生更大的空气激流和势能差值,为风轮机运转提供更大的能量。

在本实施例中,所述第一风轮机9和第二风轮机10均包括多片风轮叶片11、转轴13和发电机12,所述多片风轮叶片11形成环形,且转轴横向穿过环形轴心,所述转轴13的一端固定在第一支架上,另一端与发电机12连接,所述风轮叶片11能够在转轴13上旋转。风轮机运转中,将势能转化为推动风轮叶片运转的动能,风轮叶片通过转轴与发电机转子轴心连接,带动发电机转子旋转并在转动过程中切割发电机定子磁力线圈,利用电磁感应原理,在发电机线圈中产生高压电,再经过电力输送系统输送至变压器,由变压器将电力输送至电网中,风轮机中作完功的电力机车快速运转制造高强风阻,与大气激流做功,为风轮机的继续运转提供能量,即进一步蓄电。

在本实施例中,所述第一风轮机9和第二风轮机10与发电机12之间均设有控制发电机12转速的齿轮变速箱。发电机组的转速将通过控制动车、火车在运行过程中的速度来改变,同时通过风轮机与发电机之间的齿轮变速箱对发电机运转时的转速进行调控,确保发电机组运转的稳定性和高效性。

在本实施例中,所述第一风轮机9的运行功率大于第二风轮机10的运行功率。设置两个不同大小功率的风轮机可以更加方便地对风轮机的转速进行控制及调控,同时增加能量的转化率。按上层支架即第一风轮机30万千瓦装机容量,下层框架中,第二风轮机按5万千瓦装机容量,每辆火车/动车组连串20组发电机组,即第一风轮机可蓄集600万千瓦电量,第二风轮机可蓄集100万千瓦电量,一台动车组可蓄集700万千瓦的电量,即一个车头能带动产生1.4亿左右的电能,而一个动车/火车轨道可带动4个车头运动,可见采用本发明发电机的发电功率量远远超出现有的发电机。

在本实施例中,所述车头与车厢底盘3连接处还设有牵引带,所述车头1与牵引带形成动力机组,为动车、火车运行提供动能。

在本实施例中,所述车头1内设有用于控制电力动车、火车运行状态的控制系统。由于车头(转子)在运动过程中发电机的转速,将决定发出的交流电的频道率,为保证频率的稳定,就必须稳定转子的转速,为了稳定转速,可采用动力时速控制的方式,对原动机(风轮机)转速进行控制,即将发出的交流电的频率信号采样,并反馈到动车、火车机车控制系统,好调速控制风轮机的输出功率,可以让发电机的转速稳定,更有效地输出能量。

在本实施例中,所述电力动车、火车运行过程中会产生空气流动势能、动力势能、重力势能以及反向的冲击势能、弹性势能、阻击势能,根据能量守恒定律,空气流动势能、动力势能、重力势能、冲击势能、弹性势能和阻击势能可集中于一个势力点,在车头1运行下,强大风阻驱使风轮叶片11转动,风轮叶片11带动发电机组2运转发电。电力火车开动时,时速给风力发电机组提供机械能,在动能与机械能的能量总和等于最初具有的能量,即使高速与风轮机械叶片面积或阻力速度变化也保持恒定、速度与伯努利定理相同,有效落差及理论电力火车、动车制造风力气流,形成有效落差(损耗落差),即由轨道与车速度、风轮机与风阻的摩擦造成的能量损失,风轮叶片结构从总落差高速流入电动机组,此时形成有效落差将成为供电动机组运转的能量。

本发明不局限于上述可选的实施方式,任何人在本发明的启示下都可得出其他各种形式的产品。上述具体实施方式不应理解成对本发明的保护范围的限制,本发明的保护范围应当以权利要求书中界定的为准,并且说明书可以用于解释权利要求书。

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