一种便捷型铁路电力机车非接触式电力传输设备的制作方法

1.本发明涉及运轨道交通领域，尤其涉及一种便捷型铁路电力机车非接触式电力传输设备。


背景技术：

2.现有铁路电力机车包括动车组及货运机车的动力传输是使用铜或铜合金及钢铝或铝合金钢铝复合接触线给机车传输电力，机车受电弓与其接触接受电能使机车电机转动，从而驱动整个机车快速延钢轨运动。这就造成1)接触线磨损而反复换线，大量的铜等贵金属浪费。2)接触线与受电弓高速摩擦中，接触线有时断裂或短路造成机车停运或更为严重的重大事故。感应式非接触电能传输(icpt)技术是一种基于电磁场近场松耦合感应原理，综合利用电力电子变换技术、磁场耦合技术以及控制理论，实现用电设备以非导线接触方式从电网获取能量的技术，具有供电灵活、安全可靠、维护成本低等特点。
3.中国实用新型专利，专利号为202122786077.4，该专利公开了一种铁路电力机车非接触式电力传输设备，包括电力机车，所述电力机车外顶部安装电磁感应接受单元，所述电力机车的上方沿铁路沿线铺设有承力索，所述承力索上吊装有电磁感应发射单元，所述电磁感应发射单元的供电线圈产生交变磁场，当所述电力机车通过相对应的所述电磁感应发射单元时，所述电磁感应接受单元的拾取线圈感应产生感应电动势，实现对所述电力机车的非接触供电。本发明可将电磁感应接收器有效的固定在电力机车顶部，并与承力索上吊装有电磁感应发射器进行耦合，实现对电力机车的供电，整体具有绝缘、减震、风阻小的优点。但是，该技术存在结构繁琐，沿路需要建设承力索，需要大量的电磁感应发射单元吊装组件，制作成本高；且该结构维修时属于空中作业，维修不便，工作量大，费时费力。
4.如何开发一种便捷型铁路电力机车非接触式电力传输设备，以解决承力索吊装结构安装繁杂、成本高且维修极不方便的问题。


技术实现要素：

5.本发明的目的是提供一种便捷型铁路电力机车非接触式电力传输设备，解决现有技术采用吊装结构，存在安装繁杂、成本高且维修极不方便的问题。
6.为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：
7.本发明一种便捷型铁路电力机车非接触式电力传输设备，包括电力机车车厢、车载电磁感应接收单元和电磁感应发射单元，所述车载电磁感应接收单元安装在所述电力机车车厢的底部，多个所述电磁感应发射单元设置在两个铁轨之间，所述电磁感应发射单元连接在轨枕上或者路基上；所述电磁感应发射单元的供电线圈产生交变磁场，当电力机车通过相对应的所述电磁感应发射单元时，所述车载电磁感应接收单元的拾取线圈感应产生感应电动势，实现对所述电力机车的非接触供电。
8.进一步的，多个所述电磁感应发射单元等间距均布，所述电磁感应发射单元包括发射器外壳和内部安装的电磁感应发射，所述发射器外壳的侧壁底部设置有连接定位板，
所述连接定位板的中心开设有连接孔。
9.进一步的，所述连接孔设置为梅花状。
10.进一步的，单个所述电磁感应发射单元搭接在三个相邻的所述轨枕上并通过螺栓紧固组件紧固连接在一起，所述发射器外壳的底面与所述轨枕的顶面之间设置有柔性缓冲垫。
11.进一步的，所述螺栓紧固组件包括紧固螺栓和紧固螺母，所述柔性缓冲垫设置为长方形的柔性垫板，所述连接定位板的位置与所述轨枕一一对应，两块所述柔性垫板对称布置在所述电磁感应发射单元的发射器外壳与所述轨枕之间，所述紧固螺栓的底端焊接在内嵌加强钢筋上且预铸在所述轨枕上，所述紧固螺栓从下向上贯穿所述柔性垫板、所述连接定位板上的连接孔后通过所述紧固螺母旋紧定位，所述连接定位板的顶面与所述紧固螺母之间设置有防松用的第一弹簧垫片。
12.进一步的，所述柔性缓冲垫设置为圆形或正方形的柔性垫块，所述柔性垫块设置有多个且均匀分布在所述发射器外壳的底面上。
13.进一步的，单个所述电磁感应发射单元搭接在三个相邻的所述轨枕上并通过减震连接组件紧固连接在路基上，所述连接定位板分布在所述发射器外壳的两个长侧壁底部。
14.进一步的，所述减震连接组件包括连接螺柱、减震胶、减震壳体和旋紧螺母，所述减震壳体的两侧通过压板定位在所述路基上，且所述减震壳体位于所述连接定位板的正下方，所述减震胶填充在所述减震壳体内，所述连接螺柱的底部嵌入连接在所述减震胶内，连接螺柱的顶部贯穿所述连接孔后通过所述旋紧螺母旋紧固定。
15.进一步的，所述旋紧螺母与所述连接定位板之间设置有防松用的第二弹簧垫片，所述第二弹簧垫片套装在所述连接螺柱上。
16.进一步的，所述减震壳体的两侧延伸出定位用的法兰板，所述法兰板上开设有连接孔，所述压板通过三个相邻轨枕压紧在所述路基上；当法兰板位于所述压板的下方时，所述法兰板的顶面开设有定位u形槽，所述压板嵌入到所述定位u形槽内；当所述法兰板位于所述压板的上方时，所述法兰板通过定位螺钉贯穿所述连接孔后旋紧连接在所述压板上。
17.与现有技术相比，本发明的有益技术效果：
18.本发明便捷型铁路电力机车非接触式电力传输设备，包括电力机车车厢、车载电磁感应接收单元和电磁感应发射单元，车载电磁感应接收单元安装在所述电力机车车厢的底部，多个电磁感应发射单元设置在两个铁轨之间，电磁感应发射单元通过螺栓紧固组件、减震连接组件连接在轨枕上或者路基上；电磁感应发射单元的供电线圈产生交变磁场，当电力机车通过相对应的电磁感应发射单元时，车载电磁感应接收单元的拾取线圈感应产生感应电动势，实现对电力机车的非接触供电作业；具体的，车载电磁感应接收单元和电磁感应发射单元存在一定间隙，该间隙调整到能够产生最大电流为准，从而通过电磁感应产生的电能驱动电力机车中电机运转使得机车运行，通过总的控制系统控制机车电机空转或带负荷(可控制负荷大小)运转，从而实现电力机车行驶的快、慢及每站随时停车或弯道减速作业等。与现有技术相比：
19.1)与接触式供电模式相比，取消了接触线，解决了接触线制造生产繁琐过程；
20.2)避免了大量的铜等贵金属浪费，还解决了由于接触线有时断裂或短路造成机车停运或更为严重的重大事故的问题；
21.3)与空中挂接电磁感应器结构相比，解决了电磁感应器上挂造成的结构复杂、安装繁杂、成本高且维修极为不方便的问题。
22.总的来说，本发明构思巧妙，通过柔性缓冲垫和弹簧垫片的配合，可以实现电磁感应发射单元安装高度的调整，且安装后具备很好的缓冲作用，减小振动伤害，有效延长使用寿命；地面安装、维修作业，操作更加方便快捷，省时省力。
附图说明
23.下面结合附图说明对本发明作进一步说明。
24.图1为本发明便捷型铁路电力机车非接触式电力传输设备连接示意图；
25.图2为本发明便捷型铁路电力机车非接触式电力传输设备实施例一俯视图；
26.图3为本发明电磁感应发射单元连接结构一示意图；
27.图4为本发明电磁感应发射单元连接结构二示意图；
28.图5为本发明便捷型铁路电力机车非接触式电力传输设备实施例二俯视图；
29.图6为本发明便捷型铁路电力机车非接触式电力传输设备实施例二中电磁感应发射单元连接结构示意图；
30.图7为本发明电磁感应发射单元俯视图；
31.附图标记说明：1、电力机车车厢；2、车载电磁感应接收单元；3、铁轨；4、电磁感应发射单元；5、轨枕；6、螺栓紧固组件；7、路基；8、减震连接组件；9、压板；
32.401、连接定位板；402、连接孔；501、内嵌加强钢筋；
33.601、紧固螺栓；602、第一弹簧垫片；603、柔性垫板；604、紧固螺母；603-1、柔性垫块；
34.801、连接螺柱；802、减震胶；803、减震壳体；804、旋紧螺母；805、第二弹簧垫片。
具体实施方式
35.如图1-7所示，一种便捷型铁路电力机车非接触式电力传输设备，包括电力机车车厢1、车载电磁感应接收单元2和电磁感应发射单元4，所述车载电磁感应接收单元2安装在所述电力机车车厢1的底部，多个所述电磁感应发射单元4设置在两个铁轨3之间，所述电磁感应发射单元4连接在轨枕5上或者路基7上；所述电磁感应发射单元4的供电线圈产生交变磁场，当电力机车通过相对应的所述电磁感应发射单元4时，所述车载电磁感应接收单元2的拾取线圈感应产生感应电动势，实现对所述电力机车的非接触供电。
36.多个所述电磁感应发射单元4等间距均布，所述电磁感应发射单元4包括发射器外壳和内部安装的电磁感应发射器，所述发射器外壳的侧壁底部设置有连接定位板401，所述连接定位板401的中心开设有连接孔402。具体的，如图7所示，所述连接孔402设置为梅花状，该连接孔的设计增加了双向调节的空间，便于安装时的调节定位，最大程度的保证快速安装，提高了装配及维修作业时的效率。此外，感应器外壳为长方体结构，高度与铁轨顶部一致，间隔2米左右分布在整条铁路沿线上的两条铁轨3中间的轨枕5上，电磁感应发射器由现有的铁路沿线供电站及电缆供电；发射器外壳设置为防水结构，材料可采用防老化塑料，连接定位板401与发射器外壳的主体一体注塑成型。
37.具体的，如图2所示，其中一个实施例为：单个所述电磁感应发射单元4搭接在三个
相邻的所述轨枕5上并通过螺栓紧固组件6紧固连接在一起，所述发射器外壳的底面与所述轨枕5的顶面之间设置有柔性缓冲垫，具体的，该柔性缓冲垫具体可采用橡胶板、聚氨酯板或其他防老化塑料板。
38.如图3、4所示，其中一个实施例中，所述螺栓紧固组件6包括紧固螺栓601和紧固螺母604，所述柔性缓冲垫设置为长方形的柔性垫板603，所述连接定位板401的位置与所述轨枕5一一对应，两块所述柔性垫板603对称布置在所述电磁感应发射单元4的发射器外壳与所述轨枕5之间，所述紧固螺栓601的底端焊接在内嵌加强钢筋501上且预铸在所述轨枕5上，所述紧固螺栓601从下向上贯穿所述柔性垫板603、所述连接定位板401上的连接孔402后通过所述紧固螺母604旋紧定位，所述连接定位板401的顶面与所述紧固螺母604之间设置有防松用的第一弹簧垫片602。
39.具体的，所述柔性缓冲垫设置为圆形或正方形的柔性垫块603-1，所述柔性垫块603-1设置有多个且均匀分布在所述发射器外壳的底面上。通过调整柔性缓冲垫的厚度，可以实现电磁感应发射单元4安装高度的调整；也可以通过弹簧垫片换位安装到柔性缓冲垫与连接定位板401的底面之间，增加高度调节结构；还可以增加不同厚度的垫板，以实现高度的调整。该调整方式方便快捷，将车载电磁感应接收单元和电磁感应发射单元的间隙调整到最佳，即能够产生最大电流为准，保证供电效果。
40.如图5所示，另一个实施例中，单个所述电磁感应发射单元4搭接在三个相邻的所述轨枕5上并通过减震连接组件8紧固连接在路基7上，所述连接定位板401分布在所述发射器外壳的两个长侧壁底部。
41.具体的，如图6所示，所述减震连接组件8包括连接螺柱801、减震胶802、减震壳体803和旋紧螺母804，所述减震壳体803的两侧通过压板9定位在所述路基7上，且所述减震壳体803位于所述连接定位板401的正下方，所述减震胶802填充在所述减震壳体803内，所述连接螺柱801的底部嵌入连接在所述减震胶802内，连接螺柱801的顶部贯穿所述连接孔402后通过所述旋紧螺母804旋紧固定。该减震连接组件8与压板9的设计，可以很好的缓冲机车运行中产生的振动，保证连接强度，延长维修周期。
42.具体的，所述旋紧螺母804与所述连接定位板401之间设置有防松用的第二弹簧垫片805，所述第二弹簧垫片805套装在所述连接螺柱801上。
43.所述减震壳体803的两侧延伸出定位用的法兰板，所述法兰板上开设有连接孔，所述压板9通过三个相邻轨枕5压紧在所述路基7上；当法兰板位于所述压板9的下方时，所述法兰板的顶面开设有定位u形槽，所述压板9嵌入到所述定位u形槽内，此时，可以通过定位螺钉旋紧到连接孔中加强连接强度，同时可以实现沿铁轨长度方向上的限位；如果不通过螺钉进一步限位，也可以将压板9的两端向上弯折后卡接在第一根和第三根轨枕5相背离的面上，实现长度方向上的限位，防止工作过程中因振动发生窜动错位；当所述法兰板位于所述压板9的上方时，所述法兰板通过定位螺钉贯穿所述连接孔后旋紧连接在所述压板9上。
44.以上所述的实施例仅是对本发明的优选方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。