【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及铁路货车供电，尤其涉及一种铁路货车车载发电电源装置及控制方法。
技术介绍
1、铁路货运相比公路运输等途径在成本、节能环保方面具有明显优势，随着社会的发展，铁路货运业务需求不断增长。为此，铁路部门一方面增加了货车数量和发车频次，提高机车牵引力，实行货运长编组运行；另一方面提高货车的行车速度。
2、为了进一步提高货运能力，货车的智能化是未来发展趋势，货车需装有控制系统，以实现能够监控车辆状态、记录车厢运输货物信息和车辆实时定位等功能，货车控制系统能够与地面控制指挥中心通信，结合大数据分析技术，优化运行调度和实现不同类别、不同目的地货物快速自动化重新编组。然而，铁路货车运用条件灵活，各节车厢需要频繁解编，导致机车通过电缆向各节车厢供电的方式难以实现。由此可见，铁路货车的智能化的前提是解决铁路货车的供电问题。
3、为了解决铁路货车的供电问题，一般为铁路货车配备大容量蓄电池，以达到为铁路货车各节车厢供电的目的。但是，由于大容量蓄电池的电量供应有限，需要频繁拆解充电，难以满足铁路货车长距离运行以及多设备长时间工作的需要。除此方案之外，为了解决蓄电池长时间供电问题，技术人员在车辆上加了光伏发电系统或风力发电系统，但因铁路货车工况环境恶劣，光伏电池板和风力发电机组需要定期维护，供电系统实际应用效果不佳，日常维护成本高，故障率高，可靠性差，无法推广应用。
4、因此，如何为铁路货车的每节车厢供电是目前亟待解决的问题。
技术实现思路
1、本专利技术提供了
2、第一方面，本专利技术提供了一种铁路货车车载发电电源装置，包括：转子和定子；转子包括周向分布的多个永磁铁，相邻两个永磁铁的磁极不同；转子安装于铁路货车的车轴上，多个永磁铁随车轴的转动而转动；定子包括圆弧状的定子线圈和连杆支架；连杆支架安装于铁路货车每节车厢的车架下表面，定子线圈通过连杆支架固定于转子的外围，与转子的多个永磁铁相对设置，并与转子的多个永磁铁所在的圆构成同心圆；在铁路货车行驶的过程中，铁路货车的车轴带动转子的多个永磁铁转动，激发定子线圈中生成感应电磁场，实现电源装置的发电。
3、在一种可能的实现方式中，连杆支架包括弹簧、第一固定杆和第二固定杆；第二固定杆的一端与定子线圈固定连接，另一端与第一固定杆的下端铰接；第一固定杆的上端固定于铁路货车每节车厢的车架下表面；弹簧设置于第一固定杆靠近车轴的一侧，弹簧一端连接于第一固定杆的中间部位，另一端固定与铁路货车每节车厢的车架下表面；弹簧拉紧，使定子线圈紧贴转子的外表面。
4、在一种可能的实现方式中，第一固定杆包括第一直杆、第一斜杆和第二斜杆；第一直杆的下端与第二固定杆铰接，上端固定于铁路货车每节车厢的车架下表面的车架安装板上；第一斜杆和第二斜杆对称分设于第一直杆两侧；第一斜杆的一端固定于第一直杆的中点，另一端固定于车架安装板上；第二斜杆的一端固定于第一直杆的中点，另一端固定于车架安装板上；第一直杆、第一斜杆和第二斜杆构成第一平面，第二固定杆垂直于第一平面。
5、在一种可能的实现方式中，转子外表面设置有聚四氟乙烯摩擦环，定子线圈两侧设置有定子轴承；定子轴承与聚四氟乙烯摩擦环相对设置，随聚四氟乙烯摩擦环的转动而转动；转子转动时，聚四氟乙烯摩擦环做圆周运动，定子轴承与聚四氟乙烯摩擦环摩擦，跟随聚四氟乙烯摩擦环做圆周运动，保持定子位置保持不变。
6、在一种可能的实现方式中，聚四氟乙烯摩擦环的宽度由如下公式确定；w＝w1+d+l；其中，w为聚四氟乙烯摩擦环的宽度，w1为定子轴承的宽度，d为车厢横向最大晃动量，l为安全余量。
7、在一种可能的实现方式中，电源装置还包括控制器，控制器包括依次连接的调压电路、稳压电路和整流电路；调压电路与定子线圈连接，将定子线圈发出电能的电压调整为第一设定值；稳压电压对经调压电路调整后电能电压稳定在第二设定值；整流电路与铁路货车上的电池组和用电设备连接，对经稳压电路稳压后的电能进行整流，为电池组和用电设备输送电能。
8、在一种可能的实现方式中，转子中永磁铁的磁极数量为24极，转子中磁极数量为2极或4极。
9、在一种可能的实现方式中，电源装置为单相电源装置或三相电源装置。
10、在一种可能的实现方式中，转子和定子外部设有保护外罩，保护外罩固定于定子外壳上。
11、第二方面，本专利技术提供了一种铁路货车车载发电电源装置的控制方法，应用于第一方面以及第一方面的任一种可能的实现方式的铁路货车车载发电电源装置，该控制方法包括：实时获取定子线圈输出的电压、频率、相序和铁路货车的当前载重量；基于定子线圈输出的电压和相序，确定铁路货车在当前载重量下的速度和运行方向；基于定子线圈输出的频率，以及速度和运行方向，进行积分累加，得到铁路货车在当前载重量下的行车里程。
12、第三方面，本专利技术实施例提供了一种铁路货车车载发电电源装置的控制模块，包括通信单元和处理单元；通信单元，用于实时获取定子线圈输出的电压、频率、相序和铁路货车的当前载重量；处理单元，用于基于定子线圈输出的电压和相序，确定铁路货车在当前载重量下的速度和运行方向；基于定子线圈输出的频率，以及速度和运行方向，进行积分累加，得到铁路货车在当前载重量下的行车里程。
13、第四方面，本专利技术实施例提供了一种电子设备，该电子设备包括存储器和处理器，该存储器存储有计算机程序，所述处理器用于调用并运行所述存储器中存储的计算机程序执行如上述第二方面以及第二方面中任一种可能的实现方式所述方法的步骤。
14、第五方面，本专利技术实施例提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如上述第二方面以及第二方面中任一种可能的实现方式所述方法的步骤。
15、本专利技术提供一种铁路货车车载发电电源装置及控制方法，本专利技术将转子设置在铁路货车的转轴上，定子固定在铁路货车每节车厢的车架下表面，定子线圈通过连杆支架固定于转子的外围，与转子的多个永磁铁相对设置，并与转子的多个永磁铁所在的圆构成同心圆，如此在铁路货车行驶的过程中，铁路货车的车轴带动转子的多个永磁铁转动，激发定子线圈中生成感应电磁场，实现电源装置的发电，从而为铁路货车每节车厢中的用电设备供电。如此解决了铁路货车每节车厢的供电问题，为铁路货车的智能化提供保障。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种铁路货车车载发电电源装置，其特征在于，所述电源装置包括：
2.根据权利要求1所述的铁路货车车载发电电源装置，其特征在于，所述连杆支架包括弹簧、第一固定杆和第二固定杆；
3.根据权利要求2所述的铁路货车车载发电电源装置，其特征在于，所述第一固定杆包括第一直杆、第一斜杆和第二斜杆；
4.根据权利要求1所述的铁路货车车载发电电源装置，其特征在于，所述转子外表面设置有聚四氟乙烯摩擦环，所述定子线圈两侧设置有定子轴承；
5.根据权利要求1所述的铁路货车车载发电电源装置，其特征在于，所述聚四氟乙烯摩擦环的宽度由如下公式确定；
6.根据权利要求1所述的铁路货车车载发电电源装置，其特征在于，所述电源装置还包括控制器，所述控制器包括依次连接的调压电路、稳压电路和整流电路；
7.根据权利要求1所述的铁路货车车载发电电源装置，其特征在于，所述转子中永磁铁的磁极数量为24极，所述转子中磁极数量为2极或4极。
8.根据权利要求1所述的铁路货车车载发电电源装置，其特征在于，所述电源装置为单相电源装置或三相电源装置。<...
【技术特征摘要】
1.一种铁路货车车载发电电源装置，其特征在于，所述电源装置包括：
2.根据权利要求1所述的铁路货车车载发电电源装置，其特征在于，所述连杆支架包括弹簧、第一固定杆和第二固定杆；
3.根据权利要求2所述的铁路货车车载发电电源装置，其特征在于，所述第一固定杆包括第一直杆、第一斜杆和第二斜杆；
4.根据权利要求1所述的铁路货车车载发电电源装置，其特征在于，所述转子外表面设置有聚四氟乙烯摩擦环，所述定子线圈两侧设置有定子轴承；
5.根据权利要求1所述的铁路货车车载发电电源装置，其特征在于，所述聚四氟乙烯摩擦环的宽度由如下公式确定；
6.根据权利要求1所述的铁路货车车载发电电源装置...
【专利技术属性】
技术研发人员：任永斌，王梓文，王晓峰，王吉杰，
申请(专利权)人：石家庄开发区新导配电自动化有限公司，
类型：发明
国别省市：
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