軌道車非接觸式電能傳輸系統(tǒng)的試驗裝置及其試驗方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種軌道車電能傳輸系統(tǒng)的試驗裝置及試驗方法，特別涉及一種軌道車非接觸式電能傳輸系統(tǒng)的試驗裝置及其試驗方法。
【背景技術(shù)】
[0002]當(dāng)下，軌道車(列車、有軌電車)的供電系統(tǒng)均由弓網(wǎng)等實現(xiàn)，該傳統(tǒng)電能傳輸形式主要依靠電力系統(tǒng)的輸電線路實現(xiàn)，但這種直接接觸供電方式存在諸多問題:導(dǎo)線直接接觸的傳輸方式容易受到外界的腐蝕、水粉塵及污物影響；同時，磨損裸露的導(dǎo)線容易產(chǎn)生碳積、磨損、電火花等存在危險；且長距離的輸電線路占用大量的空間和金屬，在遇到特殊的地理運(yùn)行環(huán)境(如山地、湖泊等)將嚴(yán)重制約有線網(wǎng)絡(luò)的布線工程。
[0003]感應(yīng)式非接觸電能傳輸系統(tǒng)包括發(fā)送端和接收端兩部分:第一部分是感應(yīng)式非接觸電能傳輸裝置的發(fā)送端，其組成和功能主要是:發(fā)送端通過整流器將工頻交流電變成直流，在控制器的控制下通過升降壓直-直變換器變換成所需的電壓，隨后由高頻逆變器將直流變成高頻交流電，高頻交流電流在發(fā)送線圈中流動產(chǎn)生高頻磁場；為了使發(fā)送線圈中的高頻交變磁場恒定和系統(tǒng)穩(wěn)定工作，通常在發(fā)送線圈與逆變器間串接電流傳感器，電流傳感器將檢測出的發(fā)送線圈的電流值送給發(fā)送端控制器，由控制器對升降壓直-直變換器的輸出電壓進(jìn)行控制實現(xiàn)發(fā)送線圈的電流值的反饋控制。第二部分是感應(yīng)式非接觸電能傳輸裝置的接收端，其組成和功能主要是:接收端的接收線圈感應(yīng)到發(fā)送線圈產(chǎn)生的高頻交變磁場，在接收線圈中感生出高頻的交流電，接收線圈中的高頻交流電經(jīng)過整流器整流成直流電，再逆變?yōu)樨?fù)載所需(通常為工頻)交流電，從而完成電能的非接觸式傳輸。
[0004]感應(yīng)式非接觸電能傳輸技術(shù)用于軌道車的供電，即將感應(yīng)式非接觸電能傳輸系統(tǒng)的發(fā)送端設(shè)置在軌道上，而將接收端設(shè)置在軌道車的底部，就能實現(xiàn)對軌道車的非接觸電能傳輸。這種電能傳輸技術(shù)能有效的克服以上軌道車有線電能傳能技術(shù)的缺陷，具有良好的發(fā)展和應(yīng)用前景。
[0005]但感應(yīng)式非接觸電能傳輸技術(shù)用于軌道車的供電，目前，還僅僅是理論構(gòu)想，尚無實際的應(yīng)用。亟需搞清楚軌道車的靜止、啟動、勻速運(yùn)動、制動等不同運(yùn)行狀態(tài)對非接觸電能傳輸系統(tǒng)的干擾及對其傳輸性能的影響，以促進(jìn)軌道車的無線能量傳輸?shù)膶嶋H應(yīng)用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的是提供一種軌道車非接觸式電能傳輸系統(tǒng)的試驗裝置，該試驗裝置能模擬軌道車的靜止、啟動、勻速運(yùn)動、制動等不同運(yùn)行狀態(tài)，得出軌道車的不同運(yùn)行狀態(tài)對非接觸電能傳輸系統(tǒng)的干擾及對其傳輸性能的影響，從而為軌道車非接觸式電能傳輸系統(tǒng)的設(shè)計、制造提供實驗依據(jù)，以促進(jìn)軌道車的無線能量傳輸?shù)膶嶋H應(yīng)用。
[0007]本發(fā)明實現(xiàn)其發(fā)明目的所采用的技術(shù)方案是:一種軌道車非接觸式電能傳輸系統(tǒng)的試驗裝置，其組成是:底板的兩側(cè)設(shè)置兩根縱向的軌道，軌道上放置模擬軌道車；其中，模擬軌道車的具體構(gòu)成是:
[0008]上板底部的四角固定四個立柱，四個立柱的底端均安裝有與軌道配合的滑輪；同一根軌道上方的兩個立柱之間連有縱梁，一根縱梁上安裝有電動機(jī)，電動機(jī)的軸與主動輪相連，主動輪與軌道配合；
[0009]承載板上表面邊緣的四個連接柱均套合于上板上對應(yīng)的套筒中；承載板上表面中部固定有螺紋套筒，與螺紋套筒配合的螺桿通過軸承安裝在上板上；所述的承載板為非鐵磁材料制成。
[0010]本發(fā)明的另一發(fā)明目的是提供一種使用上述的軌道車非接觸式電能傳輸系統(tǒng)的試驗裝置進(jìn)行試驗的方法。
[0011]本發(fā)明實現(xiàn)該另一發(fā)明目的所采用的技術(shù)方案是，一種使用上述的軌道車非接觸式電能傳輸系統(tǒng)的試驗裝置進(jìn)行試驗的方法，其具體做法是:
[0012]a、安裝:將非接觸式電能傳輸系統(tǒng)的發(fā)射線圈放置于兩根軌道間的底板上；將螺桿旋轉(zhuǎn)，使螺紋套筒向下旋出，再將非接觸式電能傳輸系統(tǒng)的接收線圈穿過螺紋套筒并放置在承載板上，再將螺桿旋入螺紋套筒中，并旋轉(zhuǎn)螺桿使承載板上的接收線圈與發(fā)送線圈的距離為設(shè)定距離；隨后，在接收線圈和發(fā)送線圈旁同時安裝電流傳感器和電壓傳感器；
[0013]b、試驗:啟動非接觸式電能傳輸系統(tǒng)，同時控制電機(jī)使主動輪轉(zhuǎn)動，帶動滑輪及整個模擬軌道車按設(shè)定的速度沿軌道移動；同時，同步記錄接收線圈和發(fā)送線圈的電壓、電流和模擬軌道車的速度。
[0014]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是:
[0015]一、本發(fā)明的接收線圈放置在可移動的模擬軌道車的承載板上，而發(fā)射線圈放置于兩根軌道間的底板上；從而較好的模擬出了軌道車非接觸式電能傳輸系統(tǒng)的實際工況；控制電動機(jī)的速度即可模擬出軌道車的靜止、啟動、勻速運(yùn)動、制動等不同運(yùn)行狀態(tài)。根據(jù)同步記錄的接收線圈和發(fā)送線圈的電壓、電流和模擬軌道車的速度，即可分析測試出軌道車的不同運(yùn)行狀態(tài)下，非接觸電能傳輸系統(tǒng)的傳輸效率、傳輸功率；及軌道車的不同運(yùn)行狀態(tài)對接收線圈和發(fā)送線圈的電壓、電流的幅值、波形及頻率的干擾和影響，從而為軌道車非接觸式電能傳輸系統(tǒng)的設(shè)計、制造提供實驗依據(jù)，以促進(jìn)軌道車的無線能量傳輸?shù)膶嶋H應(yīng)用。
[0016]二、旋轉(zhuǎn)螺桿即可調(diào)節(jié)承載板上的接收線圈與發(fā)送線圈的距離，即可分析測試出軌道車上的接收線圈與發(fā)送線圈的不同距離對非接觸電能傳輸系統(tǒng)的干擾及對其傳輸性能的影響，
[0017]三、更換不同的接收線圈或發(fā)射線圈，即可方便的測出不同構(gòu)造的接收線圈或發(fā)射線圈與非接觸電能傳輸系統(tǒng)的傳輸性能的關(guān)系。
[0018]進(jìn)一步，本發(fā)明的一種軌道車非接觸式電能傳輸系統(tǒng)的試驗裝置，其承載板的四個連接柱穿出套筒的上部螺紋連接有定位螺母。
[0019]這樣當(dāng)承載板調(diào)節(jié)至設(shè)定高度時，再將四個定位螺母旋至上板處，則使承載板不再僅僅通過單一的螺桿套合連接在上板上，而是還通過四個定位螺母懸