CN104764955A - 轨道车非接触式电能传输系统的试验装置及其试验方法 - Google Patents

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Abstract

一种轨道车非接触式电能传输系统的试验装置及其试验方法，试验装置的组成是：底板两侧设置两根纵向的轨道，轨道上放置模拟轨道车；模拟轨道车的构成是：上板底部固定四个立柱，立柱的底端安装有与轨道配合的滑轮；同一根轨道上方的两个立柱间连有纵梁，纵梁上安装有与主动轮相连电动机，主动轮与轨道配合；承载板上的四个连接柱套合于上板的套筒中；承载板的中部固定有螺纹套筒，与螺纹套筒配合的螺杆通过轴承安装在上板上；承载板为非铁磁材料制成。该装置能模拟、测出轨道车的不同运行状态对电能传输系统的干扰及对其传输性能的影响，从而为轨道车非接触式电能传输系统的设计、制造提供实验依据。

Description

轨道车非接触式电能传输系统的试验装置及其试验方法
技术领域
本发明涉及一种轨道车电能传输系统的试验装置及试验方法，特别涉及一种轨道车非接触式电能传输系统的试验装置及其试验方法。
背景技术
当下，轨道车(列车、有轨电车)的供电系统均由弓网等实现，该传统电能传输形式主要依靠电力系统的输电线路实现，但这种直接接触供电方式存在诸多问题：导线直接接触的传输方式容易受到外界的腐蚀、水粉尘及污物影响；同时，磨损裸露的导线容易产生碳积、磨损、电火花等存在危险；且长距离的输电线路占用大量的空间和金属，在遇到特殊的地理运行环境(如山地、湖泊等)将严重制约有线网络的布线工程。
感应式非接触电能传输系统包括发送端和接收端两部分：第一部分是感应式非接触电能传输装置的发送端，其组成和功能主要是：发送端通过整流器将工频交流电变成直流，在控制器的控制下通过升降压直-直变换器变换成所需的电压，随后由高频逆变器将直流变成高频交流电，高频交流电流在发送线圈中流动产生高频磁场；为了使发送线圈中的高频交变磁场恒定和系统稳定工作，通常在发送线圈与逆变器间串接电流传感器，电流传感器将检测出的发送线圈的电流值送给发送端控制器，由控制器对升降压直-直变换器的输出电压进行控制实现发送线圈的电流值的反馈控制。第二部分是感应式非接触电能传输装置的接收端，其组成和功能主要是：接收端的接收线圈感应到发送线圈产生的高频交变磁场，在接收线圈中感生出高频的交流电，接收线圈中的高频交流电经过整流器整流成直流电，再逆变为负载所需(通常为工频)交流电，从而完成电能的非接触式传输。
感应式非接触电能传输技术用于轨道车的供电，即将感应式非接触电能传输系统的发送端设置在轨道上，而将接收端设置在轨道车的底部，就能实现对轨道车的非接触电能传输。这种电能传输技术能有效的克服以上轨道车有线电能传能技术的缺陷，具有良好的发展和应用前景。
但感应式非接触电能传输技术用于轨道车的供电，目前，还仅仅是理论构想，尚无实际的应用。亟需搞清楚轨道车的静止、启动、匀速运动、制动等不同运行状态对非接触电能传输系统的干扰及对其传输性能的影响，以促进轨道车的无线能量传输的实际应用。
发明内容
本发明的目的是提供一种轨道车非接触式电能传输系统的试验装置，该试验装置能模拟轨道车的静止、启动、匀速运动、制动等不同运行状态，得出轨道车的不同运行状态对非接触电能传输系统的干扰及对其传输性能的影响，从而为轨道车非接触式电能传输系统的设计、制造提供实验依据，以促进轨道车的无线能量传输的实际应用。
本发明实现其发明目的所采用的技术方案是：一种轨道车非接触式电能传输系统的试验装置，其组成是：底板的两侧设置两根纵向的轨道，轨道上放置模拟轨道车；其中，模拟轨道车的具体构成是：
上板底部的四角固定四个立柱，四个立柱的底端均安装有与轨道配合的滑轮；同一根轨道上方的两个立柱之间连有纵梁，一根纵梁上安装有电动机，电动机的轴与主动轮相连，主动轮与轨道配合；
承载板上表面边缘的四个连接柱均套合于上板上对应的套筒中；承载板上表面中部固定有螺纹套筒，与螺纹套筒配合的螺杆通过轴承安装在上板上；所述的承载板为非铁磁材料制成。
本发明的另一发明目的是提供一种使用上述的轨道车非接触式电能传输系统的试验装置进行试验的方法。
本发明实现该另一发明目的所采用的技术方案是，一种使用上述的轨道车非接触式电能传输系统的试验装置进行试验的方法，其具体做法是：
a、安装：将非接触式电能传输系统的发射线圈放置于两根轨道间的底板上；将螺杆旋转，使螺纹套筒向下旋出，再将非接触式电能传输系统的接收线圈穿过螺纹套筒并放置在承载板上，再将螺杆旋入螺纹套筒中，并旋转螺杆使承载板上的接收线圈与发送线圈的距离为设定距离；随后，在接收线圈和发送线圈旁同时安装电流传感器和电压传感器；
b、试验：启动非接触式电能传输系统，同时控制电机使主动轮转动，带动滑轮及整个模拟轨道车按设定的速度沿轨道移动；同时，同步记录接收线圈和发送线圈的电压、电流和模拟轨道车的速度。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
一、本发明的接收线圈放置在可移动的模拟轨道车的承载板上，而发射线圈放置于两根轨道间的底板上；从而较好的模拟出了轨道车非接触式电能传输系统的实际工况；控制电动机的速度即可模拟出轨道车的静止、启动、匀速运动、制动等不同运行状态。根据同步记录的接收线圈和发送线圈的电压、电流和模拟轨道车的速度，即可分析测试出轨道车的不同运行状态下，非接触电能传输系统的传输效率、传输功率；及轨道车的不同运行状态对接收线圈和发送线圈的电压、电流的幅值、波形及频率的干扰和影响，从而为轨道车非接触式电能传输系统的设计、制造提供实验依据，以促进轨道车的无线能量传输的实际应用。
二、旋转螺杆即可调节承载板上的接收线圈与发送线圈的距离，即可分析测试出轨道车上的接收线圈与发送线圈的不同距离对非接触电能传输系统的干扰及对其传输性能的影响，
三、更换不同的接收线圈或发射线圈，即可方便的测出不同构造的接收线圈或发射线圈与非接触电能传输系统的传输性能的关系。
进一步，本发明的一种轨道车非接触式电能传输系统的试验装置，其承载板的四个连接柱穿出套筒的上部螺纹连接有定位螺母。
这样当承载板调节至设定高度时，再将四个定位螺母旋至上板处，则使承载板不再仅仅通过单一的螺杆套合连接在上板上，而是还通过四个定位螺母悬挂至上板下，增强了承载板及接收线圈的稳定性，与实际的轨道车固定接收线圈的方式更接近，进一步提高了试验的准确性和可靠性。
进一步，本发明的一种轨道车非接触式电能传输系统的试验装置中，两根纵向的轨道的端部间连有横向的挡杆。
轨道端部间连接的横向的挡杆，即能增加轨道的安装连接强度，也能在电动机失控时，避免模拟轨道车驶出轨道，提高整个装置的可靠性。
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的描述。
附图说明
图1是本发明实施例的立体结构示意图。
图2是本发明实施例的主视结构示意图。
图3是本发明实施例的侧视结构示意图。
具体实施方式
实施例
图1-3示出，本发明的一种具体实施方式是，一种轨道车非接触式电能传输系统的试验装置，其组成是：底板1的两侧设置两根纵向的轨道2，轨道2上放置模拟轨道车；其中，模拟轨道车的具体构成是：
上板10底部的四角固定四个立柱5，四个立柱5的底端均安装有与轨道2配合的滑轮3；同一根轨道2上方的两个立柱5之间连有纵梁15，一根纵梁15上安装有电动机6，电动机6的轴与主动轮7相连，主动轮7与轨道2配合；
承载板8上表面边缘的四个连接柱9均套合于上板10上对应的套筒11中；承载板8上表面中部固定有螺纹套筒13，与螺纹套筒13配合的螺杆14通过轴承安装在上板10上；所述的承载板8为非铁磁材料制成。
本例中所述的承载板8的四个连接柱9穿出套筒11的上部螺纹连接有定位螺母12。
本例中所述的两根纵向的轨道2的端部间连有横向的挡杆4。
一种使用本例的轨道车非接触式电能传输系统的试验装置进行试验的方法，其具体做法是：
a、安装：将非接触式电能传输系统的发射线圈放置于两根轨道2间的底板1上；将螺杆14旋转，使螺纹套筒13向下旋出，再将非接触式电能传输系统的接收线圈穿过螺纹套筒13并放置在承载板8上，再将螺杆14旋入螺纹套筒13中，并旋转螺杆14使承载板8上的接收线圈与发送线圈的距离为设定距离；随后，在接收线圈和发送线圈旁同时安装电流传感器和电压传感器；
b、试验：启动非接触式电能传输系统，同时控制电机6使主动轮7转动，带动滑轮3及整个模拟轨道车按设定的速度沿轨道2移动；同时，同步记录接收线圈和发送线圈的电压、电流和模拟轨道车的速度。

Claims (4)

1.一种轨道车非接触式电能传输系统的试验装置，其组成是：底板(1)的两侧设置两根纵向的轨道(2)，轨道(2)上放置模拟轨道车；其中，模拟轨道车的具体构成是：
上板(10)底部的四角固定四个立柱(5)，四个立柱(5)的底端均安装有与轨道(2)配合的滑轮(3)；同一根轨道(2)上方的两个立柱(5)之间连有纵梁(15)，一根纵梁(15)上安装有电动机(6)，电动机(6)的轴与主动轮(7)相连，主动轮(7)与轨道(2)配合；
承载板(8)上表面边缘的四个连接柱(9)均套合于上板(10)上对应的套筒(11)中；承载板(8)上表面中部固定有螺纹套筒(13)，与螺纹套筒(13)配合的螺杆(14)通过轴承安装在上板(10)上；所述的承载板(8)为非铁磁材料制成。
2.根据权利要求1所述的一种轨道车非接触式电能传输系统的试验装置，其特征在于：所述的承载板(8)的四个连接柱(9)穿出套筒(11)的上部螺纹连接有定位螺母(12)。
3.根据权利要求1所述的一种轨道车非接触式电能传输系统的试验装置，其特征在于：所述的两根纵向的轨道(2)的端部间连有横向的挡杆(4)。
4.一种使用权利要求1所述的一种轨道车非接触式电能传输系统的试验装置进行试验的方法，其具体做法是：
a、安装：将非接触式电能传输系统的发射线圈放置于两根轨道(2)间的底板(1)上；将螺杆(14)旋转，使螺纹套筒(13)向下旋出，再将非接触式电能传输系统的接收线圈穿过螺纹套筒(13)并放置在承载板(8)上，再将螺杆(14)旋入螺纹套筒(13)中，并旋转螺杆(14)使承载板(8)上的接收线圈与发送线圈的距离为设定距离；随后，在接收线圈和发送线圈旁同时安装电流传感器和电压传感器；
b、试验：启动非接触式电能传输系统，同时控制电机(6)使主动轮(7)转动，带动滑轮(3)及整个模拟轨道车按设定的速度沿轨道(2)移动；同时，同步记录接收线圈和发送线圈的电压、电流和模拟轨道车的速度。
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