一种应用于铁路货车的直线感应发电机

本发明属于铁路货运和车辆运用领域，尤其涉及一种应用于铁路货车的直线感应发电机。

背景技术：

1、长期以来，铁路货车处于纯机械技术状态，随着铁路货车运营速度、载重不断提高，对货运列车的安全性要求也随之提高，为满足铁路货运智能化和智能维护的要求，越来越多的设备被广泛应用于铁路货车系统中，例如能够提升车辆运行性能的电子防滑器、无线ecp设备；提升车辆使用性能的漏斗车顶盖、底门自动控制设备；能够检测货物状态的罐体内压力、车内温湿度传感器等。

2、机车集中供电是一种成熟的供电技术，通过一条电缆向各节车厢供电，但是铁路货车会根据不同类型的货物重新编组，根据货物量进行拆解各节车厢，具有编组灵活、拆解频繁的特点，而且工作环境恶劣，因此传统依靠机车通过电缆向各节车厢供电的方式难以实现。而自供电方式通过车上自带的发电装置发电，无需外部供电，其灵活性、经济性适合我国铁路货车的运输组织模式与使用环境。

3、目前常见的货车自供电技术包括太阳能发电、风力发电、轴端发电、振动发电等方式。其中太阳能发电方式受环境影响较大，在晚上或阴天难以发电。风力发电方式所涉及的装置结构尺寸相对较大，不利于在货车上安装。轴端发电方式下电机受到的轮轨冲击振动较大，同时增加了货车的运行阻力，且需要对转向架进行改动。振动发电方式的装置结构较复杂，能量传递效率较低。

技术实现思路

1、针对上述问题，本发明提供一种应用于铁路货车的直线感应发电机。

2、本发明的一种应用于铁路货车的直线感应发电机，包括励磁单元，励磁单元包括初级绕组和铁芯，铁芯两端固定连接连接梁，连接梁通过螺栓铰接安装于铁路货车拖车车厢底部；励磁单元顶部设置有可调节励磁单元上升下放的气隙调节装置，励磁单元可在竖直方向往复运动，实现初级绕组和次级钢轨之间气隙的任意调节。由励磁单元和钢轨分别作为直线感应发电机的初级和次级。

3、进一步的，气隙调节装置包括中空的壳体，壳体内设置有空气弹簧，空气弹簧可充入或排出压缩气体。

4、进一步的，铁芯由铁磁片堆叠而成，表面开有凹槽，初级绕组缠绕在铁芯轭部，将初级绕组嵌定在内，初级绕组所在平面与铁芯轴线方向垂直，初级绕组输出端与电容器并联。

5、进一步的，连接梁包括连杆一和连杆二，连杆一和连杆二通过定位螺钉连接。

6、进一步的，于货车车厢前进方向左右两侧各安装一个，通过构架连接。

7、进一步的，在发电状态下，励磁线圈单元下放至发电位置且保持稳定，采用电容自激发电方式，产生感应电流，经电压转换控制单元调节电压大小，将能量分配给各用电设备，储能单元设置于转换控制单元与用电负载之间，多余能量存入蓄电池中。

8、进一步的，本发明应用于铁路货车，在车厢下设置直线感应发电机，在车辆行进过程中，将动能转化为交流电能，再通过交直流转换器将发电机产生的交流电能转化为直流电能，存入蓄电装置中，以供车载电气设备使用。

9、本发明的有益技术效果为：

10、本发明的直线感应发电机应用于无动力拖车中，可避免使用大功率蓄电装置，并解决定期充电或反复更换蓄电设备的问题。本发明的直线感应发电机的励磁线圈单元与钢轨无接触，不受轮轨冲击振动的影响，同时具有装置尺寸小，对转向架的改动小等优势。

技术特征：

1.一种应用于铁路货车的直线感应发电机，其特征在于，包括励磁单元(1)，励磁单元(1)包括初级绕组(12)和铁芯(11)，铁芯(11)两端固定连接连接梁(2)，连接梁(2)通过螺栓铰接安装于铁路货车拖车车厢底部；励磁单元(1)顶部设置有可调节励磁单元(1)上升下放的气隙调节装置(3)，励磁单元(1)可在竖直方向往复运动实现初次级间气隙的任意调节。

2.根据权利要求1所述的一种应用于铁路货车的直线感应发电机，其特征在于，由励磁单元(1)和钢轨(6)分别作为直线感应发电机的初级和次级。

3.根据权利要求1所述的一种应用于铁路货车的直线感应发电机，其特征在于，所述气隙调节装置(3)包括中空的壳体(31)，壳体(31)内设置有空气弹簧(32)，空气弹簧(32)可充入或排出压缩气体。

4.根据权利要求1所述的一种应用于铁路货车的直线感应发电机，其特征在于，所述铁芯(11)由铁磁片堆叠而成，表面开有凹槽，初级绕组(12)缠绕在铁芯(11)轭部，将初级绕组(12)嵌定在内，初级绕组(12)所在平面与铁芯(11)轴线方向垂直，初级绕组(12)输出端与电容器并联。

5.根据权利要求1所述的一种应用于铁路货车的直线感应发电机，其特征在于，所述连接梁(2)包括连杆一(21)和连杆二(22)，连杆一(21)和连杆二(22)通过定位螺钉(4)连接。

6.根据权利要求1所述的一种应用于铁路货车的直线感应发电机，其特征在于，于货车车厢前进方向左右两侧各安装一个，通过构架(5)连接。

7.根据权利要求1所述的一种应用于铁路货车的直线感应发电机，其特征在于，在发电状态下，励磁线圈单元下放至发电位置且保持稳定，采用电容自激发电方式，产生感应电流，经电压转换控制单元调节电压大小，将能量分配给各用电设备，储能单元设置于转换控制单元与用电负载之间，多余能量存入蓄电池中。

8.根据权利要求1所述的一种应用于铁路货车的直线感应发电机，其特征在于，应用于铁路货车，在车厢下设置直线感应发电机，在车辆行进过程中，将动能转化为交流电能，再通过交直流转换器将发电机产生的交流电能转化为直流电能，存入蓄电装置中，以供车载电气设备使用。

技术总结
本发明公开了一种应用于铁路货车的直线感应发电机，包括励磁单元和铁轨次级，励磁单元包括初级绕组和铁芯，铁芯两端固定连接连接梁，连接梁通过螺栓铰接安装于铁路货车拖车车厢底部；该发电机将铁路系统中现有钢轨作为发电机次级；励磁单元顶部设置有可调节励磁单元上升下放的气隙调节装置，励磁单元可在竖直方向往复运动实现初次级间气隙的任意调节。本发明有效避免了发电机性能受外界影响大的问题，励磁线圈单元与钢轨次级之间无接触，不受轮轨冲击振动的影响，同时具有装置尺寸小，对转向架的改动小等特点。

技术研发人员：李婧,张智博,黄光来,李晋,罗俊,徐帅,马光同
受保护的技术使用者：西南交通大学
技术研发日：
技术公布日：2024/3/11