一种跨坐式单轨交通轨道电动机车非接触充电系统技术方案

一种跨坐式单轨交通轨道电动机车非接触充电系统的非接触可分离耦合变压器由原边线圈和副边线圈构成，原边线圈缠绕在原边铁芯上，副边线圈缠绕在副边铁芯上，原边铁芯和副边铁芯截面形状相同，截面面积相等，原边铁芯及原边线圈固定在轨道梁上，原边铁芯穿过轨道梁露出两端面，副边线圈及副边铁芯固定在电力机车上；原边铁芯的原边铁芯定位器及副边铁芯的副边铁芯定位器把原副铁芯位置信息上传至主控制器，主控制器发出向副边铁芯位置控制器发出信息，调整副边铁芯位置，使原副铁芯截面相向正对，投影重合，主控制器发出充电指令，开始感应充电。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种跨坐式单轨交通轨道电动机车附属部件，特别涉及一种跨坐式单轨交通轨道电动机车非接触充电系统。
技术介绍
轻轨是城市轨道交通中的重要组成部分，对于相对高差较大，人口密集，道路狭窄，坡多弯急，交通拥挤的城市来说，轻轨能够很好地解决交通拥挤的问题。特别是跨坐式单轨交通轻轨，更能适应于现代城市的交通状况。跨坐式单轨交通轻轨的轨道只有一条列车跨座在路轨之上，就是只通过单根轨道来支承、稳定和导向，车体骑跨在轨道梁上运行的铁路。技术上的特点主要体现在动力机车、车辆的转向架、轨道梁和线路道岔三方面，走行机理完全不同于钢轮钢轨系统，轨道梁承受较大的扭转荷载。通过上述记载可知，跨座式单轨铁路具有占用空间少，适应地形好，舒适环保等特点；更能适合于地形较为复杂的城市使用。跨坐式单轨交通轨道动力机车一般采用储能电池做电源的电动机为动力机车的牵引动力，现有技术的单轨交通动力机车的充电模式仍然是在机车运营一段时间后，把机车停在特定的充电站进行充电，由于车载蓄电池容量不能选择太大，否则，蓄电池重量过重，电动机车运行效率较低，如蓄电池容量较小，蓄电池重量较轻，提高了运行效率但续航能力缩短了，影响正常运行，同时由于插拔式有线充电存在导线连接，接口插拔，受环境湿度影响，充电时间较长等，这种接触式充电方式给轻轨交通带来严重的不便，安全上也存在一定隐患。因此需要对现有的轻轨机车充电系统进行改进，实现跨坐式轻轨列出降低储能制造成本，延长运营时间，节约使用和维护成本，以保证轻轨行驶的舒适性、安全性和环保性，是目前电动轻轨机车发展亟待解决的问题。
技术实现思路
为了克服现有轻轨机车插拔式有线充电存在导线连接，接口插拔，受环境湿度影响，充电时间较长及不安全、不方便问题，本专利技术提供一种跨坐式单轨交通轨道电动机车非接触充电系统。本装置的技术原理是电磁感应原理。无线输电技术方法有电磁感应技术，微波传输技术及非辐射性谐振磁耦合技术，本专利技术根据实际情况采用电磁感应技术，电磁感应能量传递技术已经在一系列进行能量传递的商业化产品和系统中使用了长达一个多世纪。比较典型的商业化产品是电机，变压器等。电磁感应电能传输功率大，效率高。但这种传统的感应能量传递系统的显著特点是子系统之间相对位置固定。由于跨坐式轻轨机车在站台停车时，停车位置相对固定，这给电磁耦合电能传输技术提供了先却的必要条件，使高效非接触轻轨电动机车充电成为可能，该技术基于感应能量传递原理，也称新型感应能量传输技术。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：一种跨坐式单轨交通轨道电动机车非接触充电系统包括：市电电源或太阳能光伏电源，初级整流滤波器，初级变换器，原边线圈，原边铁芯，副边线圈，副边铁芯，副边铁芯位移控制器，次级整流滤波器，充电控制器，蓄电池，轨道梁，轻轨电动机车。非接触可分离耦合变压器由原边线圈和副边线圈构成，原边线圈缠绕在原边铁芯上，副边线圈缠绕在副边铁芯上，原边铁芯和副边铁芯截面形状相同，截面面积相等，原边铁芯及原边线圈固定在轨道梁上，原边铁芯穿过轨道梁露出两端面，副边线圈及副边铁芯固定在电力机车上，轻轨机车进站停稳，原边铁芯的原边铁芯定位器及副边铁芯的副边铁芯定位器把原副铁芯位置信息上传至主控制器，主控制器发出向副边铁芯位置控制器发出信息，调整副边铁芯位置，使原副铁芯截面相向正对，投影重合，主控制器发出充电指令，开始感应充电。380V的工频交流电输入到初级整流滤波器，初级整流滤波器采用全桥整流电路，从初级整流滤波器输出稳定的直流电，直流电的电压范围为400-1000V，该稳定的直流电输入至初级变换器，进行高频逆变变换后，输出频率为1K-1000KHz的高频交流电，该交流电输送至原边线圈，原边线圈产生交变磁场经过铁芯耦合到副边线圈，副边线圈也产生交变磁场，该变换的磁场产生感生电动势，副边线圈4的电力输出端与超级电容模块相连并储存起来，超级电容模块与充电控制器相连，通过充电控制器把超级电容里的电力输送至蓄电池，实现电能传输。原边线圈、原边铁芯和副边线圈、副边铁芯的截面分别为圆形的或矩形的，当两铁芯截面都是圆形时，两铁芯截面圆同心等径，当两铁芯截面都是矩形时，两铁芯截面全等矩形，原副线圈的匝数比为1-100；原副线圈耦合时，副边铁芯向两端伸缩，靠近副边铁芯，原边铁芯和副边铁芯正对面距离为0-20mm。副边线圈侧输出的是高频交流电，经次级整流滤波器整流后，给超级电容模块充电，超级电容的输出端与机车充电控制器相连，充电控制器与机车蓄电池相连，由超级电容以脉冲形式向车载蓄电池充电。副边线圈及副边铁芯固定在电力机车上，副边铁芯跨过轨道梁，两端弯曲向内，电力机车进站在定点位置停稳后，副边铁芯两弯曲端向内收缩，使副边铁芯端面与原边铁芯端面同心重合，且两端面距离在5mm以内。优选的原边线圈输入电力为太阳能光伏发电作为供电电源，太阳能光伏电池组件安装在站台屋顶上，太阳能发出的直流电力经控制器控制后，以稳定的电压直接输送到初级变换器，被输送来的稳定的直流电经初级变换器进行高频逆变变换后，输出频率为1K-1000KHz的高频交流电，该交流电输送至原边线圈，原边线圈产生交变磁场经过铁芯耦合到副边线圈，副边线圈也产生交变磁场，该变换的磁场产生感生电动势，副边线圈的电力输出端与充电控制器相连，实现电能传输。本专利技术的有益效果：本专利技术的一种跨坐式单轨交通轨道电动机车非接触充电系统，采用非接触原副线圈耦合技术，在轻轨机车进站停稳后，随时给机车动力蓄电池充电，使电能传输脱离传统的导线传输模式，对付在供电更加安全便捷；采用非接触即停即充模式，延长了轻轨机车的运营时间，减轻了轻轨机车自身重力，提高储能电力的使用效率；与现有轻轨机车停在充电站固定充电更加便捷，安全；同时降低了轻轨机车储能电池制造成本和缩短制造工期，使用寿命较长，节约使用和维护成本，能够保证轻轨行驶的舒适性和安全性，提高了运营的可靠性，具有较好的环保性。附图说明以下结合附图和实施例对本专利技术作进一步说明。图1、为本专利技术一种跨坐式单轨交通轨道电动机车非接触充电系统原理示意图图2、为本专利技术一种跨坐式单轨交通轨道电动机车非接触充电系统轻轨示意图图中：1、原边线圈，2、原边铁芯，3、副边铁芯，4、副边线圈，5、初级整流器，6、初级变换器，7、次级整流滤波器，8、超级电容模块，9、充电控制器，10、蓄电池，11、原边铁芯定位器，12、副边铁芯定位器，13、主控制器，14、轨道梁，15、轻轨电力机车。具体实施方式一种跨坐式单轨交通轨道电动机车非接触充电系统包括：市电电源或太阳能光伏电源，初级整流滤波器5，初级变换器6，原边线圈1，原边铁芯2，副边线圈4，副边铁芯3，原边铁芯定位器11，副边铁芯定位器12，次级整流滤波器7，充放电超级电容模块8，充电控制器9，蓄电池10，轨道梁14，轻轨机车15。非接触可分离耦合变压器由原边线圈1，和副边线圈4构成，原边线圈缠绕在原边铁芯2上，副边线圈4缠绕在副边铁芯3上，原边铁芯2和副边铁芯3截面形状相同，截面面积相等，原边铁芯2及原边线圈1固定在轨道梁上，原边铁芯2穿过轨道梁14露出两端面，副边线圈4及副边铁芯3固定在电力机车15上，并横跨轨道梁14，轻轨机车15进站停稳，原边铁芯2的原边铁芯定位器11及副边铁芯3的副边铁芯定本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种跨坐式单轨交通轨道电动机车非接触充电系统包括：市电电源、太阳能光伏电源，初级整流滤波器，初级变换器，原边线圈，原边铁芯，副边线圈，副边铁芯，副边铁芯位移控制器，次级整流滤波器，充电控制器，蓄电池，轨道梁，轻轨电动机车；其特征在于非接触可分离耦合变压器由原边线圈和副边线圈构成，原边线圈缠绕在原边铁芯上，副边线圈缠绕在副边铁芯上，原边铁芯和副边铁芯截面形状相同，截面面积相等，原边铁芯及原边线圈固定在轨道梁上，原边铁芯穿过轨道梁露出两端面，副边线圈及副边铁芯固定在电力机车上；原边铁芯的原边铁芯定位器及副边铁芯的副边铁芯定位器把原副铁芯位置信息上传至主控制器，主控制器发出向副边铁芯位置控制器发出信息，调整副边铁芯位置，使原副铁芯截面相向正对，投影重合，主控制器发出充电指令，开始感应充电。

【技术特征摘要】
1.一种跨坐式单轨交通轨道电动机车非接触充电系统包括：市电电源、太阳能光伏电源，初级整流滤波器，初级变换器，原边线圈，原边铁芯，副边线圈，副边铁芯，副边铁芯位移控制器，次级整流滤波器，充电控制器，蓄电池，轨道梁，轻轨电动机车；其特征在于非接触可分离耦合变压器由原边线圈和副边线圈构成，原边线圈缠绕在原边铁芯上，副边线圈缠绕在副边铁芯上，原边铁芯和副边铁芯截面形状相同，截面面积相等，原边铁芯及原边线圈固定在轨道梁上，原边铁芯穿过轨道梁露出两端面，副边线圈及副边铁芯固定在电力机车上；原边铁芯的原边铁芯定位器及副边铁芯的副边铁芯定位器把原副铁芯位置信息上传至主控制器，主控制器发出向副边铁芯位置控制器发出信息，调整副边铁芯位置，使原副铁芯截面相向正对，投影重合，主控制器发出充电指令，开始感应充电。2.根据权利要求1所述的一种跨坐式单轨交通轨道电动机车非接触充电系统其特征在于380V的工频交流电输入到初级整流滤波器，初级整流滤波器采用全桥整流电路，从初级整流滤波器输出稳定的直流电，直流电的电压范围为400-1000V，该稳定的直流电输入至初级变换器，进行高频逆变变换后，输出频率为1K-1000KHz的高频交流电，该交流电输送至原边线圈，原边线圈产生交变磁场经过铁芯耦合到副边线圈，副边线圈也产生交变磁场，该变换的磁场产生感生电动势，副边线圈的电力输出端与超级电容模块相连并储存起来，超级电容模块与充电控制器相连，通过充电控制器把超级电容里的电力输送至蓄电池，实现电能传输。3.根据权利要求1或2所述的一种跨坐式单轨交通轨道电动机车非...

【专利技术属性】
技术研发人员：王干，
申请(专利权)人：王干，
类型：发明
国别省市：安徽;34