[發(fā)明專(zhuān)利]一種基于鋼軌能量注入的軌道交通取能系統(tǒng)

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202211580859.5
• 申請(qǐng)日: 2022-12-09
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN115800556A
• 公開(kāi)（公告）日: 2023-03-14
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 羅博;王竹林;馬林森;程豪;鄧君
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 成都西交軌道交通技術(shù)服務(wù)有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): H02J50/10
• 分類(lèi)號(hào): H02J50/10;H02M5/458
• 代理公司: 成都正德明志知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 51360
• 代理人: 黃鑫

本發(fā)明公開(kāi)了一種基于鋼軌能量注入的軌道交通取能系統(tǒng)，其特征在于，包括磁場(chǎng)能量收集裝置、均流線(xiàn)、鋼軌、補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)和交流電源發(fā)生器；交流電源發(fā)生器和補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)電連接；補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)和鋼軌電連接；均流線(xiàn)連接鋼軌的兩側(cè)；磁場(chǎng)能量收集裝置通過(guò)鋼軌通電形成的磁場(chǎng)來(lái)獲取電能；補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)包括電容和電感；電容的一端連接電感的一端作為補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)的輸出端；電容的另一端連接電感的另一端作為補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)的輸入端。本發(fā)明避免了傳統(tǒng)供電方式存在的容易損壞和維護(hù)困難的缺點(diǎn)，技術(shù)可靠性高，不受軌旁環(huán)境因素影響，能夠?yàn)楸O(jiān)測(cè)傳感器連續(xù)穩(wěn)定供電，實(shí)現(xiàn)監(jiān)測(cè)傳感網(wǎng)絡(luò)持續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于供電領(lǐng)域，具體包括一種基于鋼軌能量注入的軌道交通取能系統(tǒng)。

背景技術(shù)

近年來(lái)，我國(guó)鐵路客貨運(yùn)輸以及城市軌道交通快速發(fā)展。截止2021年底，全國(guó)鐵路營(yíng)業(yè)里程達(dá)到了15萬(wàn)公里，城市軌道交通運(yùn)營(yíng)里程8708公里?！鞍踩谝?，預(yù)防為主”始終是中國(guó)軌道交通的主旋律，為了保證鐵路以及城軌列車(chē)的安全運(yùn)行，需要對(duì)列車(chē)沿線(xiàn)的基礎(chǔ)設(shè)施比如：隧道，橋梁，路基，鋼軌等健康狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，同時(shí)還需要對(duì)列車(chē)行駛過(guò)程中的周?chē)h(huán)境如風(fēng)速，雨雪，溫度等進(jìn)行監(jiān)測(cè)。傳統(tǒng)的監(jiān)測(cè)手段主要采取人工巡檢，耗時(shí)費(fèi)力而且成本高，為了降低人工運(yùn)維的成本，提高基礎(chǔ)設(shè)施運(yùn)維效率，采取在線(xiàn)路周邊布設(shè)大量監(jiān)測(cè)傳感器的方法，但在實(shí)際應(yīng)用中傳感器節(jié)點(diǎn)供電問(wèn)題逐漸凸顯出來(lái)。因此適合線(xiàn)路周邊復(fù)雜環(huán)境的能量供給方式，能夠?qū)崿F(xiàn)長(zhǎng)期穩(wěn)定地為監(jiān)測(cè)傳感器供電是十分重要的。

傳統(tǒng)的傳感器供電方式主要分為從電源(市電/電池)引出線(xiàn)路供電和收集環(huán)境能(光伏，風(fēng)電等)供電。前者通過(guò)從電網(wǎng)或者電池引出電纜線(xiàn)路給軌旁的監(jiān)測(cè)傳感器提供電能，由于鋼軌沿線(xiàn)監(jiān)測(cè)部位較多，特別是遠(yuǎn)距離無(wú)人區(qū)域，導(dǎo)致供電線(xiàn)路布設(shè)得很長(zhǎng)，在極端天氣下容易發(fā)生腐蝕，繃斷等故障，而且安裝復(fù)雜成本較高。此外，電池的電量有限需定期更換，線(xiàn)路損壞也需要維修，從而耗費(fèi)巨大的人力物力。特別是對(duì)于軌道沿線(xiàn)的偏遠(yuǎn)地區(qū)，維護(hù)工作難以進(jìn)行。后者能量來(lái)源嚴(yán)重依賴(lài)于周?chē)h(huán)境，而環(huán)境因素多變導(dǎo)致收集到的能量參差不齊，如陰天光伏效應(yīng)微弱，收集到的太陽(yáng)能很少甚至無(wú)法滿(mǎn)足傳感器供電，所以通過(guò)收集環(huán)境能量為監(jiān)測(cè)傳感器供電可靠性較低，嚴(yán)重制約了鐵路基礎(chǔ)設(shè)施監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的推廣應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中的上述不足，本發(fā)明提供的一種基于鋼軌能量注入的軌道交通取能系統(tǒng)解決了現(xiàn)有技術(shù)可靠性低、維修成本高和能量來(lái)源嚴(yán)重依賴(lài)周?chē)h(huán)境的問(wèn)題。

為了達(dá)到上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為：一種基于鋼軌能量注入的軌道交通取能系統(tǒng)，包括磁場(chǎng)能量收集裝置、均流線(xiàn)、鋼軌、補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)和交流電源發(fā)生器；交流電源發(fā)生器和補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)電連接；補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)和鋼軌電連接；均流線(xiàn)連接鋼軌的兩側(cè)；磁場(chǎng)能量收集裝置通過(guò)鋼軌通電形成的磁場(chǎng)來(lái)獲取電能；

補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)包括電容和電感；電容的一端連接電感的一端作為補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)的輸出端；電容的另一端連接電感的另一端作為補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)的輸入端。

進(jìn)一步地，還包括軌枕；鋼軌固定在軌枕兩側(cè)并與軌枕呈90°夾角。

進(jìn)一步地，交流電源發(fā)生器包括變壓器、二極管D₁、二極管D₂、二極管D₃、二極管D₄、穩(wěn)壓電容C₀、場(chǎng)效應(yīng)管S₁、場(chǎng)效應(yīng)管S₂、場(chǎng)效應(yīng)管S₃和場(chǎng)效應(yīng)管S₄；