用于向轨道车辆中的传感器装置供应能量的设备和方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种用于向轨道车辆中的传感器装置供应能量的设备。该设备至少具有第二电导体，其具有与第一电导体的感应耦合，其中第一电导体将变流器与轨道车辆的电动机连接。此外，该设备具有借助运行电压运行的电路模块，其用于处理至少一个传感器的信号，其中，至少一个传感器用于采集车辆部件的数据和/或状态。在此，电路模块与第二电导体连接，并且第二电导体被配置为根据施加到第一电导体的交流电压借助感应在第二电导体中产生运行电压。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于向轨道车辆中的传感器装置供应能量的设备和方法
本专利技术涉及向轨道车辆中的传感器装置供应电能。该传感器装置或相应的传感器尤其可以布置在轨道车辆的车辆部件的区域内。
技术介绍
轨道车辆中或轨道车辆上、特别是电动机或传动机构上、尤其是轨道车辆的转向架中或转向架上的电子设备应当配备有可靠且充足的能量供应。电子设备可以具有用于采集数据、例如加速度、转速或温度的传感器。传感器还可用于采集磨损部件、例如电动机轴承和传动轴承的状态。众所周知的、为了安装传感器而安装在电动机或传动机构上的所谓传感器箱通常包含有电池，该电池为传感器或传感器箱的其他部件供应电能。电池的容量不足以满足传感器的连续运行和长时间不间断的数据传输。此外，电池的寿命会由于环境条件、例如温度波动而明显缩短。因此，可能需要经常更换电池，但由于传感器箱的可接近性通常受到限制，应当尽可能避免这样做。在DE102009043225A1中给出了对转向架或行走机构中的传感器进行不同的局部的能量供应。在此提出了，利用车轮轴承中的热量产生，或者借助感应线圈将通过轮组和轮组轴承形成的旋转的部件的动能转化为电能。还提出了，借助压电元件将发生的各种各样的相对运动或形变、特别是在轮组轴承和行走机构框架处发生的振荡和冲击用于产生电能。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是，提供一种用于传感器装置的能量供应，该能量供应不需要任何电池或长的电缆连接。上述技术问题分别通过独立权利要求中的设备和方法的相应特征来解决。在从属权利要求中还给出了设计方案。根据本专利技术，用于向轨道车辆中的传感器装置供应能量的设备至少具有第二电导体，该第二电导体具有与第一电导体的感应耦合，其中第一电导体将变流器与轨道车辆的电动机连接。此外，该设备具有借助运行电压运行的电路模块，其用于处理至少一个传感器的信号，其中至少一个传感器用于采集车辆部件的数据和/或状态。在此，电路模块与第二电导体连接，并且第二电导体被配置为根据施加到第一电导体的交流电压借助感应在第二电导体中产生运行电压。有利地，由于借助感应产生了电路模块所需的运行电压，因此不需要电池为电路模块供电。在本专利技术的一种实施中，第一电导体被设计为电动机电缆的至少一部分，电动机电缆将变流器与电动机连接。这尤其具有如下优点，即也将电动机的交流电压用于电路模块的能量供应。在本专利技术的另外的实施中，至少一个传感器是传感器装置的一部分，并且电路模块与传感器装置连接或者同样地与传感器装置的一部分连接。该实施特别是具有如下优点，即改进了传感器装置的能量供应，该传感器装置例如直接布置在电动机上或者与其连接的传动机构上。在本专利技术的另外的实施中，传感器装置被配置为，用于采集作为车辆的部件的电动机(特别是被设计为驱动电动机的电动机)、传动机构、风扇电动机、泵电动机或压缩机电动机的数据，这些车辆部件特别地布置在轨道车辆的转向架中或转向架上。在本专利技术的另外的实施中，该设备具有用于整流的部件，该用于整流的部件连接在第二电导体与电路模块之间。该实施尤其具有如下优点，即可以利用能量供应运行电路模块或者具有传统集成电路的传感器。在本专利技术的另外的实施中，该设备具有用于存储能量的部件，该用于存储能量的部件与第二电导体和电路模块连接。该实施尤其具有如下优点，即，即使交流电压暂时中断仍能保证能量供应。在此，能量储存器可以具有比通常的电池小得多的容量，因为中断通常仅持续很短的时间。在本专利技术的另外的实施中，第二电导体的至少一个部段被设计为线圈的绕组。该实施尤其具有高效的感应的优点。在另外的实施中，线圈具有环形铁芯，其中铁芯同心地围绕第一电导体。在此，环形铁芯尤其可以具有可磁化的材料。该实施具有感应电压特别高的优点。在另外的实施中，第一电导体被设计为电动机电缆的至少一部分，其中线圈围绕电动机电缆。在另外的实施中，该设备还具有用于测量转速的部件，该用于测量转速的部件连接到第二电导体上，并且被设计为，根据在第一电导体中流动的运行电流的频率或根据施加到第一电导体上的交流电压来确定电动机的转速。该实施尤其具有如下优点，即可以在没有附加传感器的情况下确定电动机的转速。在另外的实施中，该设备还具有用于分析电流特征的部件，该用于分析电流特征的部件与第二电导体连接，并且被设计为，对在第一电导体中流动的运行电流或施加到第一电导体的交流电压的频谱进行分析。该实施尤其具有如下优点，即可以在没有附加传感器的情况下对电流特征进行分析。在用于向轨道车辆中的传感器装置供应能量的方法中，将交流电压施加到至少暂时有电流流过的第一电导体上，该第一电导体将变流器与轨道车辆的电动机连接。借助感应在第二电导体中产生另外的交流电压，第二电导体具有与第一电导体的感应耦合。另外的交流电压用于向电路模块供应能量，该电路模块用于处理至少一个传感器的信号，该至少一个传感器用于采集车辆部件的数据和/或状态。附图说明下面参照附图通过对实施例的详细描述进一步解释以上说明的特性、特征和优点以及实施其的方式。图1以示意图示出了用于向传感器箱供应能量的设备。图2以示意图示出了可以在设备中使用的线圈。图3示出了用于供应能量的设备的框图。图4示出了具有线圈的根据图3的框图。图5示出了具有传感器装置的根据图4的框图。图6示出了具有变流器和电动机的根据图3的框图。图7示出了具有线圈的根据图6的框图。图8示出了具有其他部件的用于供应能量的设备的框图。图9示出了具有另外的部件布置的根据图8的框图。图10示出了具有另外的部件选择的根据图8的框图。图11示出了具有另外的部件选择和布置的根据图10的框图。具体实施方式图1示出了一种设备，其包括第一电导体1、第二电导体2、传感器箱3、第二电导体2与传感器箱3之间的连接线4、壳体5和车辆部件6。第一电导体1和第二电导体2彼此感应耦合。第一电导体1尤其是电动机电缆的部段，电动机电缆例如具有导体11和护套12。这种电动机电缆例如用作车辆、特别是电驱动轨道车辆的牵引电动机电缆。在这种情况下，电动机电缆将用于交流电压的变流器与车辆的驱动电动机连接。然而，取而代之，电动机电缆还可以具有另外的功能。对于能量供应来说重要的是，在第一电导体1上施加有交流电压。第二电导体2尤其具有如图1中示意性示出的线圈。在使用具有多个导电绕组的线圈的情况下，比使用线性电导体时感应出更高的交流电压。线圈的功能对应于变压器的次级线圈的功能，因此不需要进一步解释。传感器箱3例如包含一个或多个传感器并且可能包含其他部件。电路模块例如同样布置在传感器箱3中，电路模块被设置为用于运行传感器以及用于采集、存储和/或处理传感器数据。电路模块例如是集成电路、特别是微处理器或微控制器。在第二电导体2与传感器箱3之间存在连接线4，以便将产生的电能和可能的信号传输到传感器箱3。传感器箱3对于传感器的安装是合适的，但不是必须的。传感器也可以直接安装本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于向轨道车辆中的传感器装置供应能量的设备，所述设备至少具有/n-第二电导体(2)，所述第二电导体具有与第一电导体(1)的感应耦合(7)，其中所述第一电导体(1)连接轨道车辆的电动机(13)，和/n-借助运行电压运行的电路模块(9)，所述电路模块用于处理至少一个传感器的信号，其中，所述至少一个传感器用于采集车辆部件(6)的数据和/或状态，/n其中/n-所述电路模块(9)与所述第二电导体(2)连接，并且/n-所述第二电导体(2)被配置为根据施加到所述第一电导体(1)的交流电压借助感应在所述第二电导体(2)中产生运行电压。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20180926 DE 102018216436.31.一种用于向轨道车辆中的传感器装置供应能量的设备，所述设备至少具有
-第二电导体(2)，所述第二电导体具有与第一电导体(1)的感应耦合(7)，其中所述第一电导体(1)连接轨道车辆的电动机(13)，和
-借助运行电压运行的电路模块(9)，所述电路模块用于处理至少一个传感器的信号，其中，所述至少一个传感器用于采集车辆部件(6)的数据和/或状态，
其中
-所述电路模块(9)与所述第二电导体(2)连接，并且
-所述第二电导体(2)被配置为根据施加到所述第一电导体(1)的交流电压借助感应在所述第二电导体(2)中产生运行电压。


2.根据权利要求1所述的设备，其中
所述第一电导体(1)被设计为电动机电缆(11，12)的至少一部分，所述电动机电缆将变流器(14)与电动机(13)连接。


3.根据权利要求1或2所述的设备，其中
至少一个传感器是所述传感器装置(10)的一部分，并且所述电路模块(9)与所述传感器装置(10)连接或者同样是所述传感器装置(10)的一部分。


4.根据权利要求3所述的设备，其中
所述传感器装置(10)被配置为，用于采集作为车辆的部件的电动机、特别是被设计为驱动电动机的电动机、传动机构、风扇电动机、泵电动机或压缩机电动机的数据，所述车辆的部件特别地布置在轨道车辆的转向架中或转向架上。


5.根据上述权利要求中任一项所述的设备，所述设备还具有
用于整流的部件(8)，所述用于整流的部件连接在所述第二电导体(2)与所述电路模块(9)之间。


6.根据上述权利要求中任一项所述的设备，所述设备还具有

【专利技术属性】
技术研发人员：O科尔纳，SM沃库施，
申请(专利权)人：西门子交通有限公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE