[發(fā)明專利]一種鋼軌牽引電流取電裝置及其應(yīng)用

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011225893.1
• 申請日: 2020-11-05
• 公開（公告）號: CN112542895B
• 公開（公告）日: 2022-11-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李陽;王智新;史龍
• 申請（專利權(quán)）人: 北京全路通信信號研究設(shè)計(jì)院集團(tuán)有限公司
• 主分類號: H02J50/10
• 分類號: H02J50/10;H02J7/34;H02J7/02;B60M7/00
• 代理公司: 北京知聯(lián)天下知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11594
• 代理人: 張陸軍

本發(fā)明涉及一種鋼軌牽引電流取電裝置及其應(yīng)用，所述鋼軌牽引電流取電裝置包括導(dǎo)磁材料、夾具、線圈，所述導(dǎo)磁材料通過所述夾具與鋼軌保持相對固定，所述導(dǎo)磁材料上密繞有所述線圈，所述導(dǎo)磁材料從鋼軌底部將鋼軌包圍。本發(fā)明所述取電裝置極大降低了軌旁設(shè)備的維護(hù)難度，延長了軌旁裝備的維護(hù)周期，提升了取電裝置的實(shí)用性和取電效率。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于列車技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種鋼軌牽引電流取電裝置及其應(yīng)用。

背景技術(shù)

牽引電流是指，電力機(jī)車通過受電弓與高處的25KV高壓接觸網(wǎng)相連從而獲取電能。電流經(jīng)過車體負(fù)載后由車輪導(dǎo)入鋼軌，并經(jīng)由鋼軌流回車輛變電所，從而形成電流閉環(huán)。由于此時鋼軌相當(dāng)于電流源，電壓極低，因此無法將鋼軌內(nèi)的牽引回流直接導(dǎo)出使用。

發(fā)明內(nèi)容

針對上述問題，本發(fā)明提供了一種鋼軌牽引電流取電裝置及其應(yīng)用，利用流經(jīng)鋼軌的牽引電流，采用電磁耦合的方法進(jìn)行電能獲取。

為達(dá)到此發(fā)明目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

第一方面，本發(fā)明提供了一種鋼軌牽引電流取電裝置，包括導(dǎo)磁材料、夾具、線圈，所述導(dǎo)磁材料通過所述夾具與鋼軌保持相對固定，所述導(dǎo)磁材料上密繞有所述線圈，所述導(dǎo)磁材料從鋼軌底部將鋼軌包圍。

優(yōu)選地，所述導(dǎo)磁材料為高磁導(dǎo)率的納米晶或非晶軟磁材料。

優(yōu)選地，所述漆包線線圈的匝數(shù)及線徑根據(jù)負(fù)載用電器所需電流或電壓不同而改變。

優(yōu)選地，所述導(dǎo)磁材料以及所述線圈置于絕緣外殼內(nèi)，所述夾具設(shè)置在所述絕緣外殼的兩側(cè)。

優(yōu)選地，通過所述夾具夾持于鋼軌軌腰兩側(cè)。

優(yōu)選地，所述線圈為漆包線線圈。

優(yōu)選地，所述鋼軌牽引電流取電裝置可放置多個，且通過并聯(lián)連接。

第二方面，本發(fā)明提供了如第一方面所述的鋼軌牽引電流取電裝置的應(yīng)用，所述的鋼軌牽引電流取電裝置采集的能量通過整流電路為通電設(shè)備供電或被存儲于能量存儲設(shè)備中。

優(yōu)選地，所述能量存儲設(shè)備采用相互獨(dú)立的超級電容器和鋰離子電池交叉存儲。

優(yōu)選地，當(dāng)有列車經(jīng)過時鋼軌中有牽引電流流過，通過所述鋼軌牽引電流取電裝置采集的能量經(jīng)整流電路后同時給超級電容、鋰電池以及用電設(shè)備供電；當(dāng)鋼軌中電流消失后，存儲在超級電容中的電能繼續(xù)為鋰電池及用電設(shè)備供電，待超級電容的電壓下降至設(shè)定保護(hù)閾值VL時，則停止超級電容放電且轉(zhuǎn)換為超級電容充電、鋰電池放電模式，即采用鋰電池為用電設(shè)備供電，當(dāng)超級電容電壓超過可放電上限閾值VH時，則再次切換為超級電容放電，鋰電池充電模式。

本發(fā)明提供一種鋼軌牽引電流取電裝置，可獲取列車經(jīng)過時鋼軌中產(chǎn)生的牽引電流作為能量源，從而為軌旁用電負(fù)載進(jìn)行供電。相比于傳統(tǒng)能量采集方式不受環(huán)境、天氣等因素影響。由于軌道上車輛經(jīng)過頻繁，能夠頻繁的為軌旁用電設(shè)備及其儲能裝置進(jìn)行補(bǔ)電。特別是針對僅在列車經(jīng)過時才需工作的用電設(shè)備如加速度傳感器、鋼軌壓力傳感器等可實(shí)現(xiàn)無需儲能設(shè)備便可正常工作。降低了軌旁設(shè)備的維護(hù)難度，延長了軌旁裝備的維護(hù)周期。

本發(fā)明選用軟磁材料作為導(dǎo)磁材料，軟磁材料與硬磁材料相比具有磁導(dǎo)率大，飽和磁感應(yīng)強(qiáng)度大，矯頑(Hc)小，磁滯回線的面積窄而長，損耗小的特點(diǎn)，通過將多層軟磁復(fù)核疊加能夠?qū)④洿挪牧现谱鞒深愃朴谟泊挪牧系膲K狀形態(tài)。在通過拼接便可得到所需形狀。進(jìn)一步提升了取電裝置的實(shí)用性和取電效率。

本發(fā)明的其它特征和優(yōu)點(diǎn)將在隨后的說明書中闡述，并且，部分地從說明書中變得顯而易見，或者通過實(shí)施本發(fā)明而了解。本發(fā)明的目的和其他優(yōu)點(diǎn)可通過在說明書、權(quán)利要求書以及附圖中所指出的結(jié)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)和獲得。

附圖說明