本發(fā)明涉及風(fēng)能供電系統(tǒng)，具體涉及一種鐵道車輛風(fēng)能供電系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

鐵路運(yùn)輸是現(xiàn)代運(yùn)輸?shù)闹饕绞街?，由于受氣候和自然條件影響較小，且運(yùn)輸能力及單車裝載量大，在運(yùn)輸?shù)慕?jīng)常性和低成本性占據(jù)了優(yōu)勢(shì)，對(duì)運(yùn)輸物品無(wú)體積、形狀和重量的特殊限制，有著海運(yùn)和航運(yùn)所無(wú)法比擬的優(yōu)點(diǎn)。針對(duì)于當(dāng)前客流量及貨物運(yùn)輸量大的特點(diǎn)，鐵路運(yùn)輸是首選的貨運(yùn)及中、長(zhǎng)途客運(yùn)交通運(yùn)輸方式。目前電力機(jī)車以其功率大、操作簡(jiǎn)單、使用干凈能源等優(yōu)點(diǎn)被廣泛使用，其動(dòng)力來(lái)源于電網(wǎng)，將高壓輸電線路的110kv三相交流電通過(guò)牽引變電所變成25kv的電能供機(jī)車使用，隨著旅客及運(yùn)輸貨物對(duì)所處環(huán)境要求的提高，機(jī)車所接收的電能還將為所牽引客車車輛的空調(diào)、音響、照明系統(tǒng)提供能源，加大了電網(wǎng)的負(fù)載量，提高了用電量。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為解決上述問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種鐵道車輛風(fēng)能供電系統(tǒng)，通過(guò)機(jī)車牽引車輛運(yùn)行時(shí)產(chǎn)生的風(fēng)阻力，推動(dòng)葉片旋轉(zhuǎn)，帶動(dòng)車輛上裝設(shè)的風(fēng)力發(fā)電機(jī)發(fā)電，從而為車輛中的空調(diào)、音響、照明系統(tǒng)等提供電能，節(jié)約了能源，降低了成本。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取的技術(shù)方案為：

一種鐵道車輛風(fēng)能供電系統(tǒng)，包括：

風(fēng)力發(fā)電裝置，安裝在每節(jié)客車連接處頂部，所述風(fēng)力發(fā)電裝置包括風(fēng)輪以及和風(fēng)輪相連的發(fā)電機(jī)，所述風(fēng)輪在車輛運(yùn)行時(shí)產(chǎn)生風(fēng)阻力推動(dòng)風(fēng)輪葉片旋轉(zhuǎn)；再通過(guò)增速機(jī)將風(fēng)輪葉片旋轉(zhuǎn)的速度提升，促使發(fā)電機(jī)發(fā)電；

供電系統(tǒng)，用于將風(fēng)力發(fā)電裝置發(fā)出的電能經(jīng)過(guò)電能變換裝置及整流器，得到穩(wěn)定的dc600v直流電能，向溫水箱、逆變器、充電器供電，并由逆變器變換成ac380v，向車內(nèi)空調(diào)、伴熱等交流負(fù)載供電；dc600v經(jīng)過(guò)dc/dc變換后為dc110v，給空調(diào)客車照明控制柜和蓄電池供電，在供電系統(tǒng)停止或故障時(shí)，由蓄電池向照明及應(yīng)急燈等負(fù)載供電；通過(guò)控制柜內(nèi)的dc/dc電源模塊將dc110v電源轉(zhuǎn)換成dc48v后向尾燈、電話插座等供電；

電力監(jiān)測(cè)模塊，用于經(jīng)過(guò)變換后的電能能否滿足用電設(shè)備需求，用電設(shè)備有無(wú)異常信號(hào)的監(jiān)測(cè)顯示；

電能傳輸模塊，通過(guò)列車電氣裝置將所得到的電能傳輸?shù)娇蛙嚫鱾€(gè)用電設(shè)備；

質(zhì)量反饋模塊，通過(guò)電力監(jiān)測(cè)模塊監(jiān)測(cè)用電設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)及電能是否滿足需求，將信息實(shí)時(shí)反饋給電能變換裝置及監(jiān)測(cè)人員，進(jìn)行及時(shí)調(diào)整。

其中，所述供電系統(tǒng)包括整流器、逆變電源裝置、充電裝置、蓄電池組、供電母線、電源分配及相關(guān)的保護(hù)電路，逆變器裝置包括車端連接器、列車供電干線、配電柜、逆變電源裝置、蓄電池組、充電電源裝置、空調(diào)控制柜、照明控制柜；逆變電源裝置用于將蓄電池存儲(chǔ)電能變換成客車所需要的各種電源，以滿足客車的用電需要，向空調(diào)客車和相應(yīng)的制式的客車或動(dòng)車組供電；逆變電源裝置將dc600v變換成三相380v、50hz交流電，以滿足車輛設(shè)備用電需要。

本發(fā)明具有以下有益效果：

可以利用列車運(yùn)行過(guò)程中產(chǎn)生的風(fēng)阻力推動(dòng)葉片旋轉(zhuǎn)，帶動(dòng)風(fēng)力發(fā)電機(jī)發(fā)電，從而產(chǎn)生電能，傳輸給車輛自帶的變電裝置進(jìn)行變換。最終通過(guò)以上裝置將其轉(zhuǎn)換為適用于車輛中空調(diào)、音響、照明系統(tǒng)等用電設(shè)備的電能，以達(dá)到節(jié)約能源，降低成本的目的。

附圖說(shuō)明

附圖1為本發(fā)明實(shí)施例一種鐵道車輛風(fēng)能供電系統(tǒng)的流程示意圖；

附圖2為本發(fā)明實(shí)施例一種鐵道車輛風(fēng)能供電系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)圖；

附圖3為本發(fā)明實(shí)施例一種鐵道車輛風(fēng)能供電系統(tǒng)中的風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖；

附圖4為本發(fā)明實(shí)施例一種鐵道車輛風(fēng)能供電系統(tǒng)中電能傳輸變換工作原理圖。

具體實(shí)施方式

為了使本發(fā)明的目的及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。

如圖1-圖2所示，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種鐵道車輛風(fēng)能供電系統(tǒng)，包括：

風(fēng)力發(fā)電裝置，安裝在每節(jié)客車連接處頂部，所述風(fēng)力發(fā)電裝置包括風(fēng)輪以及和風(fēng)輪相連的發(fā)電機(jī)，所述風(fēng)輪在車輛運(yùn)行時(shí)產(chǎn)生風(fēng)阻力推動(dòng)風(fēng)輪葉片旋轉(zhuǎn)；再通過(guò)增速機(jī)將風(fēng)輪葉片旋轉(zhuǎn)的速度提升，促使發(fā)電機(jī)發(fā)電；風(fēng)輪的葉片在足夠大的推動(dòng)力作用下可以克服自身重力及與軸間的摩擦力進(jìn)行運(yùn)動(dòng)；風(fēng)輪是把風(fēng)的動(dòng)能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能的重要部件，它由兩只(或更多只)螺旋槳形的葉片組成；當(dāng)風(fēng)吹向葉片時(shí)，葉片上產(chǎn)生氣動(dòng)力驅(qū)動(dòng)風(fēng)輪轉(zhuǎn)動(dòng)；由于風(fēng)力的大小隨車速的變化而變化，使轉(zhuǎn)速不穩(wěn)定，但方向始終為正前方；所以，在帶動(dòng)發(fā)電機(jī)之前，加一個(gè)調(diào)速機(jī)構(gòu)使轉(zhuǎn)速保持穩(wěn)定，然后再聯(lián)接到發(fā)電機(jī)上；發(fā)電機(jī)的作用，是把由風(fēng)輪得到的恒定轉(zhuǎn)速，通過(guò)升速傳遞給發(fā)電機(jī)構(gòu)均勻運(yùn)轉(zhuǎn)，因而把機(jī)械能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔?；其系統(tǒng)構(gòu)成如圖3所示。

供電系統(tǒng)，用于將風(fēng)力發(fā)電裝置發(fā)出的電能經(jīng)過(guò)電能變換裝置及整流器，得到穩(wěn)定的dc600v直流電能，向溫水箱、逆變器、充電器供電，并由逆變器變換成ac380v，向車內(nèi)空調(diào)、伴熱等交流負(fù)載供電；dc600v經(jīng)過(guò)dc/dc變換后為dc110v，給空調(diào)客車照明控制柜和蓄電池供電，在供電系統(tǒng)停止或故障時(shí)，由蓄電池向照明及應(yīng)急燈等負(fù)載供電；通過(guò)控制柜內(nèi)的dc/dc電源模塊將dc110v電源轉(zhuǎn)換成dc48v后向尾燈、電話插座等供電；

電力監(jiān)測(cè)模塊，用于經(jīng)過(guò)變換后的電能能否滿足用電設(shè)備需求，用電設(shè)備有無(wú)異常信號(hào)的監(jiān)測(cè)顯示；

電能傳輸模塊，通過(guò)列車電氣裝置將所得到的電能傳輸?shù)娇蛙嚫鱾€(gè)用電設(shè)備；

質(zhì)量反饋模塊，通過(guò)電力監(jiān)測(cè)模塊監(jiān)測(cè)用電設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)及電能是否滿足需求，將信息實(shí)時(shí)反饋給電能變換裝置及監(jiān)測(cè)人員，進(jìn)行及時(shí)調(diào)整。

由于風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)提供的電能直接受到風(fēng)力大小的影響，而用電設(shè)備需要穩(wěn)定的電能才能夠正常工作，因此需要相應(yīng)的整流、逆變裝置進(jìn)行變換，同時(shí)需要相應(yīng)的電能分配線路和保護(hù)裝置對(duì)電能進(jìn)行合理分配，對(duì)電氣系統(tǒng)進(jìn)行保護(hù)，同時(shí)對(duì)電能質(zhì)量進(jìn)行反饋。所述供電系統(tǒng)包括整流器、逆變器、充電裝置、蓄電池組、供電母線、電源分配及相關(guān)的保護(hù)電路，逆變器裝置包括車端連接器、列車供電干線、配電柜、逆變電源裝置、蓄電池組、充電電源裝置、空調(diào)控制柜、照明控制柜；逆變電源裝置用于將蓄電池存儲(chǔ)電能變換成客車所需要的各種電源，以滿足客車的用電需要，向空調(diào)客車和相應(yīng)的制式的客車或動(dòng)車組供電；逆變電源裝置將dc600v變換成三相380v、50hz交流電，以滿足車輛設(shè)備用電需要；采用dc110v逆變器將110v轉(zhuǎn)換為dc48v，為軸箱報(bào)警器、防滑器、水位檢測(cè)器、電話插座、尾燈插座等直流負(fù)載及應(yīng)急負(fù)載供電。

以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以作出若干改進(jìn)和潤(rùn)飾，這些改進(jìn)和潤(rùn)飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。

技術(shù)特征：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開(kāi)了一種鐵道車輛風(fēng)能供電系統(tǒng)，包括安裝在每節(jié)客車連接處頂部的風(fēng)力發(fā)電裝置；供電系統(tǒng)，用于將風(fēng)力發(fā)電裝置發(fā)出的電能經(jīng)過(guò)電能變換裝置及整流器，得到穩(wěn)定的電能，以滿足車輛設(shè)備用電需要；電力監(jiān)測(cè)模塊，用于經(jīng)過(guò)變換后的電能能否滿足用電設(shè)備需求，用電設(shè)備有無(wú)異常信號(hào)的監(jiān)測(cè)顯示；電能傳輸模塊，通過(guò)列車電氣裝置將所得到的電能傳輸?shù)娇蛙嚫鱾€(gè)用電設(shè)備；質(zhì)量反饋模塊，通過(guò)電力監(jiān)測(cè)模塊監(jiān)測(cè)用電設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)及電能是否滿足需求，將信息實(shí)時(shí)反饋給電能變換裝置及監(jiān)測(cè)人員，進(jìn)行及時(shí)調(diào)整。本發(fā)明通過(guò)機(jī)車牽引車輛運(yùn)行時(shí)產(chǎn)生的風(fēng)阻力，推動(dòng)葉片旋轉(zhuǎn)，帶動(dòng)車輛上裝設(shè)的風(fēng)力發(fā)電機(jī)發(fā)電，為車輛中的空調(diào)、音響、照明系統(tǒng)等提供電能。

技術(shù)研發(fā)人員：解晨;李文婷
受保護(hù)的技術(shù)使用者：陜西鐵路工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院
技術(shù)研發(fā)日：2017.04.28
技術(shù)公布日：2017.08.29