CN102022291A - 高速公路下坡行车惯性发电系统 - Google Patents

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曾宪桃
任搴华
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Abstract

本发明属于交通工程与机电技术领域，具体涉及一种高速公路下坡行车惯性发电系统。本发明的高速公路下坡行车惯性发电系统，包括在高速公路下坡沿线路面内的适当位置嵌入的若干路面嵌入磁极，以及与路面嵌入磁极对应的车载磁极，各路面嵌入磁极上设有路面嵌入闭合线圈，各路面嵌入闭合线圈连接有恒幅整流装置，各恒幅整流装置并接到直流母线上，直流母线依次连接有蓄电池、逆变器和用电设备。本发明可以有效地利用高速公路下坡行车的惯性力，通过闭合线圈磁通量的变化发电，为用电场所供电，又因车载磁极受电磁力的作用，可增加行车下坡阻力，减少汽车刹车磨损消耗。

Description

高速公路下坡行车惯性发电系统
技术领域
[0001] 本发明属于交通工程与机电技术领域，具体涉及一种高速公路下坡行车惯性发电系统。
背景技术
据有关资料统计，截止到2010年底，我国将有高速公路总里程6.5万公里，其车流密度折算日均通过2.5万至5.5万辆小汽车,是普通公路车流密度平均数的18.6倍，而行车速度是60至120km/h。这些数据表明，我国的交通发展突飞猛进，但同时，能源消耗日益增长，节能环保问题也日益突出。如何让奔驰在高速公路上的汽车，成为人类新型电能的发电工具，具有重大的社会经济意义。
通常，汽车行驶在下坡时要使用行车制动，才能安全驾驶。而行驶在高速公路上的汽车，因车速较快，行车制动对于安全驾驶尤其重要，但在汽车制动的同时，对刹车的消耗磨损也较大。将高速公路下坡行车制动中的消极因素转化为积极因素，是本发明的创造性构思的关键所在。
根据电磁学原理，如图1所示，在磁铁的两极之间，放置一个由导线组成的矩形回路abcda，其中导线ab可以滑动，当导线ab向右移动时，电流计的指针将向一方向偏转；如使导线ab向左移动，则电流计的指针将向与上述相反的方向偏转。线圈中产生电流，可以保持线圈不动，使线圈中的磁场发生变化而引起，也可以是磁场不变，使线圈在磁场中运动而引起。当通过一个闭合导电回路所围面积的磁通量发生变化时，不管这种变化是什么原因引起的，回路中就有电流产生。
基于以上原理，我们可以让磁铁的某一极向某一个方向（如右向）以速度                                               
Figure 2011100029769100002DEST_PATH_IMAGE002
作直线运动，如图2所示。
同时假定线圈ad、ab的长度为
Figure 2011100029769100002DEST_PATH_IMAGE004
，磁铁在速度方向的长度为H，则当向右运动的磁铁由左向右运动时，线圈内的磁通变化情况及电势变化情况如图3及式（1）、（2）所示。
Figure 2011100029769100002DEST_PATH_IMAGE006
         
Figure 2011100029769100002DEST_PATH_IMAGE008
          （1）
        
Figure DEST_PATH_IMAGE012
         （2）
式中：
Figure DEST_PATH_IMAGE014
— 通过闭合线圈的磁通量，韦伯；
      N — 闭合线圈的匝数，匝；
      
Figure 257988DEST_PATH_IMAGE004
 — 闭合线圈在运动磁极方向的长度，米；
      B — 磁感应强度，特斯拉。
发明内容
基于以上理念，本发明的目的是提供一种利用高速公路下坡行车惯性的发电系统。
本发明是通过如下的技术方案来实现上述目的的：该高速公路下坡行车惯性发电系统，它包括在高速公路下坡沿线路面内的适当位置嵌入的若干路面嵌入磁极，以及与路面嵌入磁极对应的车载磁极，各路面嵌入磁极上设有路面嵌入闭合线圈，各路面嵌入闭合线圈连接有恒幅整流装置，各恒幅整流装置并接到直流母线上，直流母线依次连接有蓄电池、逆变器和用电设备。
更进一步，所述直流母线上连接有速度开关。
所述车载磁极或是固装于运行在高速公路上的汽车后桥上，或是将车载磁极制作为汽车上的大型构件。
本发明采用多组内嵌在路面内的磁极及闭合线圈，当车载磁极随行车下坡运动时，闭合线圈内磁通发生变化而进行群控发电。因此，本发明可以有效地利用高速公路下坡行车的惯性力，通过闭合线圈磁通量的变化发电，为用电场所供电，属于可重复利用的清洁能源系统；又因车载磁极受电磁力的作用，可增加行车下坡阻力，减少汽车刹车磨损消耗。
附图说明
图1是背景技术中的电磁原理实验一的示意图。
图2是背景技术中的电磁原理实验二的示意图。
图3是背景技术中的闭合线圈中磁通量随时间变化图。
图4是本发明实施例的原理结构框图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步详细的说明。
参见图4，本实施例中，在高速公路下坡沿线路面内嵌入了三个路面嵌入磁极4（S磁极），与路面嵌入磁极4对应的车载磁极2（N磁极）固定在运行于高速公路上的汽车1的后桥上。当汽车1下坡运行时，车载磁极2随车运动，使嵌固于下坡路面内的一个路面嵌入磁极4上的闭合线圈3产生感应电动势，在回路中产生电流。由图4可见，各路面嵌入磁极4上的路面嵌入闭合线圈3连接有恒幅整流装置，由整流器利用变速恒幅技术将由此产生的交流电整流成幅值确定的直流电。各闭合线圈中通过整流后的直流电再汇集到直流母线中，储存于蓄电池内，这样便利用蓄电池将间歇运行行车得到的电能集中起来，再通过逆变器输送到用电设备上，形成了可以利用的电能。
在所述直流母线上连接有速度开关，利用速度开关能够保证行车超出设计时速时，切断发电系统电路，保证发电系统的安全。
所述车载磁极也可以制作为汽车上的某大型构件。

Claims (3)

1. 一种高速公路下坡行车惯性发电系统，其特征在于：它包括在高速公路下坡沿线路面内嵌入的若干路面嵌入磁极，以及与路面嵌入磁极对应的车载磁极，各路面嵌入磁极上设有路面嵌入闭合线圈，各路面嵌入闭合线圈连接有恒幅整流装置，各恒幅整流装置并接到直流母线上，直流母线依次连接有蓄电池、逆变器和用电设备。
2.根据权利要求1所述的高速公路下坡行车惯性发电系统，其特征在于：所述直流母线上连接有速度开关。
3.根据权利要求1或2所述的高速公路下坡行车惯性发电系统，其特征在于：所述车载磁极或是固装于运行在高速公路上的汽车后桥上，或是将车载磁极制作为汽车上的大型构件。
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