軌道車非接觸式電能傳輸系統的試驗裝置及其試驗方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種軌道車電能傳輸系統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的試驗裝置及其試驗方法。
【背景技術】
[0002]當下，軌道車(列車、有軌電車)的供電系統均由弓網等實現，該傳統電能傳輸形式主要依靠電力系統的輸電線路實現，但這種直接接觸供電方式存在諸多問題:導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，磨損裸露的導線容易產生碳積、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行環境(如山地、湖泊等)將嚴重制約有線網絡的布線工程。
[0003]感應式非接觸電能傳輸系統包括發送端和接收端兩部分:第一部分是感應式非接觸電能傳輸裝置的發送端，其組成和功能主要是:發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，高頻交流電流在發送線圈中流動產生高頻磁場；為了使發送線圈中的高頻交變磁場恒定和系統穩定工作，通常在發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送線圈的電流值送給發送端控制器，由控制器對升降壓直-直變換器的輸出電壓進行控制實現發送線圈的電流值的反饋控制。第二部分是感應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到發送線圈產生的高頻交變磁場，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過整流器整流成直流電，再逆變為負載所需(通常為工頻)交流電，從而完成電能的非接觸式傳輸。
[0004]感應式非接觸電能傳輸技術用于軌道車的供電，即將感應式非接觸電能傳輸系統的發送端設置在軌道上，而將接收端設置在軌道車的底部，就能實現對軌道車的非接觸電能傳輸。這種電能傳輸技術能有效的克服以上軌道車有線電能傳能技術的缺陷，具有良好的發展和應用前景。
[0005]但感應式非接觸電能傳輸技術用于軌道車的供電，目前，還僅僅是理論構想，尚無實際的應用。亟需搞清楚軌道車的靜止、啟動、勻速運動、制動等不同運行狀態對非接觸電能傳輸系統的干擾及對其傳輸性能的影響，以促進軌道車的無線能量傳輸的實際應用。
【發明內容】
[0006]本發明的目的是提供一種軌道車非接觸式電能傳輸系統的試驗裝置，該試驗裝置能模擬軌道車的靜止、啟動、勻速運動、制動等不同運行狀態，得出軌道車的不同運行狀態對非接觸電能傳輸系統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的設計、制造提供實驗依據，以促進軌道車的無線能量傳輸的實際應用。
[0007]本發明實現其發明目的所采用的技術方案是:一種軌道車非接觸式電能傳輸系統的試驗裝置，其組成是:底板的兩側設置兩根縱向的軌道，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，電動機的軸與主動輪相連，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]本發明的另一發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的試驗裝置進行試驗的方法。
[0011]本發明實現該另一發明目的所采用的技術方案是，一種使用上述的軌道車非接觸式電能傳輸系統的試驗裝置進行試驗的方法，其具體做法是:
[0012]a、安裝:將非接觸式電能傳輸系統的發射線圈放置于兩根軌道間的底板上；將螺桿旋轉，使螺紋套筒向下旋出，再將非接觸式電能傳輸系統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，并旋轉螺桿使承載板上的接收線圈與發送線圈的距離為設定距離；隨后，在接收線圈和發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，同時控制電機使主動輪轉動，帶動滑輪及整個模擬軌道車按設定的速度沿軌道移動；同時，同步記錄接收線圈和發送線圈的電壓、電流和模擬軌道車的速度。
[0014]與現有技術相比，本發明的有益效果是:
[0015]一、本發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的實際工況；控制電動機的速度即可模擬出軌道車的靜止、啟動、勻速運動、制動等不同運行狀態。根據同步記錄的接收線圈和發送線圈的電壓、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行狀態下，非接觸電能傳輸系統的傳輸效率、傳輸功率；及軌道車的不同運行狀態對接收線圈和發送線圈的電壓、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的設計、制造提供實驗依據，以促進軌道車的無線能量傳輸的實際應用。
[0016]二、旋轉螺桿即可調節承載板上的接收線圈與發送線圈的距離，即可分析測試出軌道車上的接收線圈與發送線圈的不同距離對非接觸電能傳輸系統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射線圈，即可方便的測出不同構造的接收線圈或發射線圈與非接觸電能傳輸系統的傳輸性能的關系。
[0018]進一步，本發明的一種軌道車非接觸式電能傳輸系統的試驗裝置，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]這樣當承載板調節至設定高度時，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