一种应用在铁路轨边的发电设备制造技术

本发明专利技术涉及一种应用在铁路轨边的发电设备，包括蓄电池、一个以上的磁电转换器以及与所述磁电转换器数量相适配的整流充电控制器，一个以上的所述磁电转换器安装在铁轨的侧面；所述磁电转换器与所述整流充电控制器电连接，所述整流充电控制器与所述蓄电池电连接。当火车通过时，车轮轮缘从磁电转换器上表面经过，磁电转换器产生交流感应电动势，该电动势经两条线送给整流充电控制器。整流充电控制器包括主控单元、整流电路、电池状态监测及控制电路、工作电源和无线数据传输模块，整流充电控制器将交流电动势转换为直流电压，对外接的蓄电池进行充电控制、状态监测、异常情况告警及对外接用电设备的供电控制。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及属于铁路运输过程中保障火车安全运行的
，具体涉及一种非常适合应用在铁路沿线不具备公网供电条件，而又需要安装低功耗安全检测设备场合的铁路轨边的发电设备。
技术介绍
铁路运输作为我国物流的重要渠道，以其方便快捷的特点越来越受到人们的欢迎，特别是高铁动车运行以来，铁路运输的效率有了极大的提高，在一些繁忙的铁路干线上，每隔5分钟就有一列火车通过，如此繁重的运输任务，对铁路及火车车辆的安全性提出了很高的要求。对于客运列车来说，每节车厢都有供电设备，可以为车辆内部安装的许多安全检测设备供电，实现对客车运行过程中状态的实时检测，列车有故障隐患时，安全检测设备及时向列车司机发出告警信号，司机采取相应的处置措施。对于铁路上大量运行的货运列车来说，除了机车(火车头)上有供电设备外，货运车厢是没有供电设备的，这些车厢的运行状态只能通过铁轨边的车辆安全检测系统来完成。因此，为保证列车安全快速运行，需要在铁路沿线安装很多的车辆安全检测设备。对于铁轨来说，为保证列车运行的平稳性，现有的铁路线铺设了大量的无缝钢轨，在不同的使用环境下，由于热胀冷缩，钢轨的伸缩变形不同，再加上每列火车的载荷不同，对钢轨的冲击也不同。综合多种因素，长距离无 缝钢轨高温时可能局部弯曲，低温时可能会有断裂的情况发生，造成行车安全事故。为了实时检测钢轨的形变情况，就要在铁轨侧面不同位置安装铁轨安全检测设备，检测设备的间隔距离大概1千米左右，目前在铁路线使用的车辆安全检测系统的最小间隔距离大约15公里，无法完成对钢轨状态的完全检测。如果对铁轨实行1公里监测，如何给如此大量的安全检测设备供电成为一个难题。使用铁路供电网为检测设备供电，需要每一公里就建一个供电站，消耗大量的人力和财力方面的投资。随着电子技术的发展，出现了许多高集成度、微功耗的电子元器件，用这些电子元器件设计的铁轨安全检测设备功耗都很低，完全可以采用蓄电池供电工作，只要有电能向蓄电池不断充电，就能保证安全检测设备正常工作。有人试着用太阳能电池板配合蓄电池为铁轨安全检测设备供电，但在有的地方会因为连续的阴雨天使得太阳能电池板无法向蓄电池充电。目前对无缝钢轨的维护只能由维护工人在夜间或列车运行间隙完成，无法实现对钢轨状态的实时检测。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的目的在于克服现有技术的不足，提供一种经济实惠、安全可靠且不受天气和环境影响的应用在铁路轨边的发电设备，以便很好地解决了轨边安全检测设备的供电问题，可以及时发现铁路运输的安全隐患。为实现以上目的，本专利技术采用如下技术方案：一种应用在铁路轨边的发电设备，包括蓄电池、一个以上的磁电转换器以及与所述磁电转换器数量相适配的整流充电控制器，一个以上的所述磁电转换器安装在铁轨的侧面；所述磁电转换器与所述整流充电控制器电连接，所述整流充电控制器与所述蓄电池电连接。所述磁电转换器包括外壳以及设置在所述外壳内部的U形磁铁和闭合线 圈；所述U形磁铁包括N极钕铁硼强磁铁、S极钕铁硼强磁铁和支架；所述N极钕铁硼强磁铁和所述S极钕铁硼强磁铁均卡接安装在支架上，所述闭合线圈为两个，由绝缘漆包线绕制而成；两个闭合线圈分别套在N极钕铁硼强磁铁和S极钕铁硼强磁铁上，二者相互串联构成一体，线圈的两个线端通过两条线引出到外壳之外。所述磁电转换器的外壳由尼龙、塑料或铝质材料加工而成。所述整流充电控制器包括整流电路、主控单元以及分别与所述主控单元电连接的电池状态监测及控制电路、工作电源和无线数据传输模块；所述整流电路的输入端与所述磁电转换器的电压输出端电连接，所述整流电路的输出端与所述电池状态监测及控制电路电连接；还包括监控中心，所述监控中心与所述无线数据传输模块通信连接。所述主控单元负责监测外接蓄电池的电压和工作电流，当蓄电池充满电时，主控单元发出命令，切断对蓄电池的充电电路；当蓄电池电压低于设定的门限值时，主控单元发出命令，切断对外接设备的供电电路；所述主控单元还用于实时监测磁电转换器有没有感应电动势输出以及监测外接设备的工作电流；所述整流电路负责把所述磁电转换器产生的交流电动势转换为直流电压；所述电池状态监测及控制电路负责把蓄电池的过压和欠压状态、磁电转换器产生的交流电动势、外接设备的工作电流参数转换成数字信号送给主控单元；所述工作电源负责把蓄电池的电压转换为整流充电控制器的工作电压。所述整流电路由整流电桥、滤波电容和限压电路构成，负责把磁电转换器产生的交流电动势转换为直流电压。还包括跳线开关，通过跳线开关为每一个整流充电控制器设定唯一的身份码。所述无线数据传输模块是GPRS模块、蓝牙模块和Zigbee模块中的一种或两种以上的组合，所述无线数据传输模块与所述主控单元之间通过RS232 接口通讯连接。电池状态监测及控制电路包括两路电压比较电路、两路控制继电器、一路单稳态电路和一路电流采样比较器，所述两路电压比较电路、所述一路单稳态电路和所述一路电流采样比较器、所述两路控制继电器分别与所述控制单元电连接。本专利技术采用以上技术方案，利用电磁感应的原理，将所述磁电转换器安装在铁轨的侧面；所述磁电转换器与所述整流充电控制器电连接，所述整流充电控制器与所述蓄电池电连接。当火车经过时，能够产生交流感应电动势，用此电动势为蓄电池充电，从而实现由蓄电池为铁轨上安装的安全检测设备供电。本专利技术所提供的铁路轨边发电设备，是利用下述原理：恒定磁场中运动的金属导体表面会产生涡流，涡流周围产生的磁场又会反过来引起原有恒定磁场强度发生变化，从而使得处于原有恒定磁场内的闭合线圈中产生出感应电动势，从而能完成发电的任务。本专利技术提供的发电设备不受天气和环境的影响，只要有火车通过就可以发电，并且火车通过越频繁，发电效率越高，每一套铁轨安全检测设备配一套这样的发电设备，既经济实惠又安全可靠。目前来看，这种铁路轨边发电设备属于国内首创。附图说明图1为本专利技术应用在铁路轨边的发电设备示意图；图2为本专利技术磁电转换器安装图；图3为本专利技术磁电转换器外形图；图4为本专利技术磁电转换器之U形磁铁构造图；图5为本专利技术磁电转换器之线圈安装示意图；图6为本专利技术磁电转换器透视图；图7为本专利技术整流充电控制器方框图；图8为本专利技术交流电动势与转换后的直流电压对应示意图。图中：1、蓄电池；2、磁电转换器；3、整流充电控制器；4、外壳；5、N极钕铁硼强磁铁；6、S极钕铁硼强磁铁；7、支架；8、闭合线圈；9、长方孔；10、整流电路；11、主控单元；12、电池状态监测及控制电路；13、工作电源；14、无线数据传输模块；15、监控中心；16、铁轨。具体实施方式下面通过附图和实施例，对本专利技术的技术方案做进一步的详细描述。如图1所示，本专利技术提供一种应用在铁路轨边的发电设备，包括蓄电池1、一个以上的磁电转换器2以及与所述磁电转换器2数量相适配的整流充电控制器3，一个以上的所述磁电转换器2安装在铁轨16的侧面；所述磁电转换器2与所述整流充电控制器3电连接，所述整流充电控制器3与所述蓄电池1电连接。本实施例中所述磁电转换器2包括外壳4以及设置在所述外壳4内部的U形磁铁和闭合线圈8；所述U形磁铁包括N极钕铁硼强磁铁5、S极钕铁硼强磁铁6和支架7；所述N极钕铁硼强磁铁5和所述S极钕铁硼强磁铁6均卡接安装在支架7上，所述闭合线圈8为两个，由绝缘漆包线绕制而本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种应用在铁路轨边的发电设备，其特征在于：包括蓄电池、一个以上的磁电转换器以及与所述磁电转换器数量相适配的整流充电控制器，一个以上的所述磁电转换器安装在铁轨的侧面；所述磁电转换器与所述整流充电控制器电连接，所述整流充电控制器与所述蓄电池电连接。

【技术特征摘要】
1.一种应用在铁路轨边的发电设备，其特征在于：包括蓄电池、一个以上的磁电转换器以及与所述磁电转换器数量相适配的整流充电控制器，一个以上的所述磁电转换器安装在铁轨的侧面；所述磁电转换器与所述整流充电控制器电连接，所述整流充电控制器与所述蓄电池电连接。2.根据权利要求1所述的应用在铁路轨边的发电设备，其特征在于：所述磁电转换器包括外壳以及设置在所述外壳内部的U形磁铁和闭合线圈；所述U形磁铁包括N极钕铁硼强磁铁、S极钕铁硼强磁铁和支架；所述N极钕铁硼强磁铁和所述S极钕铁硼强磁铁均卡接安装在支架上，所述闭合线圈为两个，由绝缘漆包线绕制而成；两个闭合线圈分别套在N极钕铁硼强磁铁和S极钕铁硼强磁铁上，二者相互串联构成一体，线圈的两个线端通过两条线引出到外壳之外。3.根据权利要求1所述的应用在铁路轨边的发电设备，其特征在于：所述磁电转换器的外壳由尼龙、塑料或铝质材料加工而成。4.根据权利要求1至3任一项所述的应用在铁路轨边的发电设备，其特征在于：所述整流充电控制器包括整流电路、主控单元以及分别与所述主控单元电连接的电池状态监测及控制电路、工作电源和无线数据传输模块；所述整流电路的输入端与所述磁电转换器的电压输出端电连接，所述整流电路的输出端与所述电池状态监测及控制电路电连接。5.根据权利要求4所述的应用在铁路轨边的发电设备，其特征在于：还包括监控中心，所述监控中心与所述无线数据传输模块通信连接。6.根据权利要求5所述的应用在铁路轨边的发电设备，其特征在于：所述主控单元...

【专利技术属性】
技术研发人员：王家元，
申请(专利权)人：王家元，
类型：发明
国别省市：北京;11