[实用新型]一种铁路货车自供电装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及铁路机车车辆电气设备领域，尤其是涉及一种应用于铁路货车车辆的自 供电装置，用于解决货车自动化、智能化所需的电子监控与保护等车载设备的供电需求。

背景技术

铁路是国家重要的基础性设施，国民经济的大动脉，交通运输体系的骨干，具有运量大、 成本低、节能环保等优势。近年来，随着我国经济的快速发展，铁路运输业取得了令人瞩目 的成效。在客运方面，高速铁路和动车组取得巨大的发展飞跃，尤其是动车组，由于每节车 厢都有供电系统作电源，电子监测与保护等车载设备在自动化、智能化方面得到很大的提升， 确保了动车组运行的安全可靠，提高了乘坐的舒适度。而在货运方面，“和谐型”交流传动 电力机车正逐步取代“韶山”系列直流传动电力机车，货物列车的速度和运量正在逐步提升。 由于货物列车与旅客列车在车辆结构、运用维护体制上存在较大差别，目前在铁路货车上尚 未设计常规的供电系统，因此无法安装电子监测与保护等车载设备，严重制约了铁路重载及 提速货车安全运行性能的提高。

长期的运营经验表明，采用电子监控与保护等车载设备，如电子防滑器，是提高铁路货 车运行安全的有效手段。因此，亟待发明一种应用可靠且便于安装的铁路货车自供电装置， 用于满足货车自动化、智能化所需的电子监控与保护等车载设备的供电需求。

目前，针对上述技术问题，有的学者提出采用振动发电装置方案解决车载设备供电问题。 该方案原理为，当货车运行时车辆上会产生多种振动，通过将振动产生的能量转化为电能来 为车载电子装置供电。该振动发电装置主要包括滚珠丝杆、行星齿轮、离合器轴承和发电机 等。然而，此类装置结构十分复杂、安装不便，能量转化存在较大的困难，因此在工程上较 难实现。也有学者提出采用气动马达发电方案，该方案主要包括气动马达和发电机，气动马 达由车辆制动缸排放的气体驱动，发电机与马达之间依靠轴承传递能量。但该装置只有在列 车制动或缓解时才能发出电来，且其输出的电能十分有限，因此实用性也不强。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型的目的在于提供一种铁路货车自供电装置，结构简单、环境适应 性强、电气性能好、可靠性高、维护检修方便，能够将车轴能量部分转化为电能并储存，以 满足货车自动化、智能化所需的电子监控与保护等车载设备的供电需求。

为了实现上述实用新型目的，本实用新型具体提供了一种铁路货车自供电装置的技术实 现方案，铁路货车自供电装置，包括：传动单元、直流发电单元、储能单元、控制单元和电 压变换单元。所述传动单元、直流发电单元、储能单元和电压变换单元依次相连，所述控制 单元与所述储能单元相连。

所述传动单元与车轴相连，将来自于所述车轴的机械能传递至所述直流发电单元；

所述直流发电单元将所述传动单元传递的机械能转化为直流电能后输出至所述储能单 元；

所述储能单元根据所述控制单元发出的充电和停止充电控制信号进行充电和停止充电操 作，并向所述电压变换单元输出直流电压；

所述控制单元根据所述储能单元输出的直流电压，向所述储能单元发出充电和停止充电 控制信号；

所述电压变换单元对所述储能单元输出的直流电压进行变换，并向货车电子设备输出所 需的直流电压。

优选的，所述控制单元还与所述电压变换单元相连，所述电压变换单元向所述控制单元 输出所需的直流电压。

优选的，所述直流发电单元进一步包括发电机、整流器和调节器，所述发电机采用他励 异步发电机。所述发电机产生的交流电通过所述整流器整流成直流电并输出至所述储能单元。 所述调节器分别与所述整流器，以及所述发电机的励磁线圈相连，所述调节器根据所述整流 器输出的直流电压调整所述励磁线圈的励磁电流，从而使所述整流器输出的直流电压保持恒 定。

优选的，所述直流发电单元进一步包括发电机和可控整流器，所述发电机采用永磁同步 发电机。所述发电机与所述可控整流器相连，所述可控整流器采用基于可关断器件的PWM脉 冲整流电路，通过调节所述可关断器件门极脉冲的占空比使所述可控整流器输出稳定的直流 电压。