CN202596991U

CN202596991U - 火车发电站

Info

Publication number: CN202596991U
Application number: CN 201220157769
Authority: CN
Inventors: 牟玉昌
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2012-04-16
Filing date: 2012-04-16
Publication date: 2012-12-12
Anticipated expiration: 2022-04-16

Abstract

本实用新型一种火车发电站，它包括有输变电车箱，输变电车箱内安装有万向螺旋桨，当若干个万向螺旋桨在风的吹动下不停地转动，万向螺旋桨直接或经传动带动直流发电机组发出直流电，各发电机发出的直流电经单向硅整流二极管持续给设计在输变电车箱中的输电车载蓄电池组充电，然后经交直流变电器，把直流电变在交流电，然后由升压变压器升压后，由输变电车箱顶部的输电塔，把升压器升压后的电源经导线送上轨道上电网，实现了通过火车发电。

Description

火车发电站

技术领域

本实用新型涉及一种发电站，尤其是涉及一种火车发电站。

背景技术

火车是人们经常乘坐的一种交通工具，但是目前还没有利用火车发电的技术。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是提供一种火车发电站，在把行驶中的火车变成移动发电站，并向电网供电。

为了解决现有技术存在的问题，本实用新型采用的技术方案是：

火车发电站，包括有输变电车箱，输变电车箱顶棚的四周设置有喇叭进风窗，输变电车箱内安装有万向螺旋桨，万向螺旋桨安装在螺旋桨转轴上，螺旋桨转轴的一端固定到输变电车箱上，螺旋桨转轴的另一端与直流发电机的转轴连接，直流发电机与输电车载蓄电池组相连，输电车载蓄电池组通过交直流变电器、升压变压器与高压输电导线相连，高压输电导线通过输电塔与轨道上电网相连，输变电车箱的底部安装有车轴固定悬挂，车轴插装在车轴固定悬挂上，车轴的两端各安装有一个带有助力机的车轮。

本实用新型所具有的优点与效果是：

本实用新型火车发电站由于具有输变电车箱，输变电车箱内安装有万向螺旋桨，当若干个万向螺旋桨在风的吹动下不停地转动，万向螺旋桨直接或经传动带动直流发电机组发出直流电，各发电机发出的直流电经单向硅整流二极管持续给设计在输变电车箱中的输电车载蓄电池组充电，每辆发电车箱上、下均设计有多组万向螺旋桨，每组螺旋桨均带动一台直流发电机组，一辆挂车上下均可分别设计安装10台螺旋桨并各自带动直流发电机组发电，一个车箱共计上下可设计20台直流发电机组，每台发电机功率在10千瓦，一个车箱的总发电量即达200千瓦，每辆发电车箱所有发电机所发出的直流电在单向硅整流二极管的控制下并联经车箱内的输电电缆集中输送到输变电车箱的蓄电池组内，然后经交直流变电器，把直流电变在交流电，然后由升压变压器升压后，由输变电车箱顶部的输电塔，把升压器升压后的电源经导线送上轨道上电网，实现了通过火车发电。

附图说明

图1为本实用新型的侧视图；

图2为本实用新型的主视图；

图3为本实用新型的车轮的结构示意图；

图4为本实用新型的万向螺旋桨的主视图；

图5为本实用新型的万向螺旋桨的俯视图；

图6为图4的A-A向剖视图；

图7为本实用新型的电路图。

图中：车轮2、车轴3、车轴固定悬挂4、助力机5、助力发电机定子铁芯7、发电机定子电枢绕组8、发电机转子永久磁铁9、盘式电动机转子铁芯10、电动机转子电枢11、电动机定子电枢绕组12、电动机定子铁芯13、电动机盘式定子14、发电机与电动机电源连接导线15、喇叭进风窗16、万向螺旋桨17、螺旋桨转轴18、直流发电机19、车底发电机安装托板22、螺旋桨轴承23、车体自动接线凹插25、车体自动接线凸插26、挂勾27、输电车载蓄电池组29、交直流变电器30、升压变压器31、高压输电导线32、输电塔33、轨道上电网34、输变电车箱35。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步详述：

如图1、2所示，本实用新型火车发电站，包括有输变电车箱35，输变电车箱35内顶棚与外顶棚之间有一个很高的空间，在这个空间区域四周，均设开口高度为400mm，内开口高度为200mm的喇叭进风窗16，喇叭进风窗四周用1.0mm厚的铝合金板装饰，车箱的两个端头的喇叭进风窗的长度为1.8m，两侧的喇叭进风窗16的开口长度为20米。

如图1、2、4、5、6所示，输变电车箱35内安装有万向螺旋桨17，万向螺旋桨17的旋转直径 1.8m，用5mm厚度的铝合金板做螺旋桨的中间骨架，用铆钉把万向螺旋桨17固定到螺旋桨转轴18上。万向螺旋桨17上的上下风斗用厚度1.0mm铝合金板制作。

万向螺旋桨17安装在螺旋桨转轴18上，螺旋桨转轴18用直径30mm的钢管制作，一端用螺旋桨轴承23固定到输变电车箱35的上、下板骨架上，一端与固定的直流发电机19转轴连接。

直流发电机19与输电车载蓄电池组29相连，输电车载蓄电池组29通过交直流变电器30、升压变压器31与高压输电导线32相连，高压输电导线32通过输电塔33与轨道上电网34相连，直流发电机选择36V或电压更高的直流发电机组，功率在10千瓦左右，每个车箱上下可分别安装10台螺旋桨和10台直流发电机组。蓄电池组29选锂电池组串并联而成，电压根据发电机电压确定，容量不小于10000AH，安装在输变电车箱35内。

输变电车箱35的前后前分别安装有挂勾27、车体自动接线凹插25和车体自动接线凸插26，自动接线凹凸插是用具有一定弹性的橡塑材料制作，插头和插座金属接点用铜柱和铜片制作。

输变电车箱35的底部安装有车轴固定悬挂4，车轴3插装在车轴固定悬挂4上，车轴3的两端各安装有一个带有助力机5的车轮2。

助力机5是由轴式发电机与盘式电动机组成。安装在车轮上的助力机5外壳用铝合金铸造，壁厚8mm，发电机位置外圆直径300mm，长度300mm，电动机位置的外圆直径为550mm，长度250mm。

轴式发电机包括有发电机转子永久磁铁9、发电机定子电枢绕组8和助力发电机定子铁芯7。发电机转子永久磁铁9用钕铁硼磁性材料制作。长度为280mm，高30mm，宽33mm，沿高度30mm方向充磁，共制作12块，6个对极，以NS极相邻的方式等距离排列用铸铝浇铸到助力机壳内壁上。

助力发电机定子铁芯7选用厚度0.3 mm的硒钢片冲压成内径圆120 mm，外径圆234 mm，30个放射形下线槽，槽深30 mm，中心距离12.2 mm.。把冲压好的硒钢片用绝缘漆浸蚀烘干，叠压成长度260 mm的圆柱，把铁芯套到车轴上，并用螺丝固定。

发电机定子电枢绕组8用直径1.0 mm铜漆包线绕制，共绕制30个线圈，线圈形状为矩形，有效边长270 mm，线圈外径宽70 mm，厚度10 mm，高度15 mm，即每个线圈每层绕制15圈，共绕制10层，线圈匝数为150匝。线圈绕制好以后，用绝缘漆浸蚀、烘干。把烘干后的30个线圈分别下到30个线槽内。下线方法是，每个定子铁芯的线槽下两个线圈的有效边，即前一个线圈的尾端有效边和后一个线圈的首端有效边放到一个线槽内，一个线圈的两个有效边间隔5个线槽，依次把30个线圈下到线槽内。线圈下完以后，把相邻的10个线圈分为一组，共分三个组，每组线圈的中心距离为120度。把3组线圈中的10个线圈，每个线圈的尾端线头与后一个线圈的首端线头相连接，每组线圈最后形成首尾2个线头，再把3组线圈的3个首端线头连接到一起，再把三个尾端线头直接接到电动机定子电枢绕组12的三个线头上。

盘式电动机包括有盘式电动机转子铁芯10、电动机转子电枢11、电动机定子电枢绕组12、电动机定子铁芯13和电动机盘式定子14，电动机盘式定子14用铝合金压铸而成，盘厚度100 mm，盘外径520 mm，内径120 mm，套到车轮轴上后用螺丝固定到轴上。电动机定子铁芯13，用0.3 mm硒钢片圈制而成，硒钢片宽度60 mm，圈成高度60 mm，外径500 mm，内径圆孔250 mm的圆盘，并在一侧铣出宽11 mm、深30 mm30个放射形线槽，线槽间距相等，用绝缘漆浸蚀后烘干，用螺丝固定到定子盘14上。电动机定子电枢绕组12用直径1.0 mm铜漆包线绕制，共绕制30个线圈，线圈全部绕制成扇形，有效边长260mm，扇外弧长300mm，扇底弧长156 mm，线圈每层绕制15圈，共绕制10层，总匝数为150匝。线圈绕制好以后，用绝缘漆浸蚀、烘干。把烘干后的线圈依次下到线槽内，线圈两个有效边分别间隔5个线槽，把后一个线圈的首端有效边下到前一个线圈的尾边线槽内，即一个线槽内放置两个线圈的有效边，依次把30个线圈下到30个线槽内。线圈下到线槽内以后，把30个线圈中每相邻的10个线圈分为一组，共分3组，3组线圈的中心距离互呈120度，然后把每组线圈中相邻两个线圈前一个线圈的尾端线头与后一个线圈的首端线头连接到一起，把3组线圈最后形成的首尾两个线头中的三个首端线头全部连接到一起，把三个尾端线头与发电机输出的三个线头连接到一起。盘式电动机转子铁芯10用厚度0.3 mm的硒钢片卷制，硒钢片宽度60 mm，卷成高60 mm，外圆500 mm，内圆孔250 mm的圆盘，并在圆盘的一侧铣出30个深30 mm，宽11 mm的等距离放射形线槽，把制好后的铁芯，用螺丝固定到圆盘外壳内壁上。电动机转子电枢11用10×30 mm的铜条制成，把铜条裁成260 mm长条30块，再用10×30 mm的铜条焊制两个圆环，一个圆环内径510mm，另一个圆环的内径为240mm，并把30个铜条等距离呈放射状焊到两个圆环内，把焊好的闭合回路放射圆盘导体放到铁芯放射状线槽内，用铸铝浇铸牢固。

轴式发电机与盘式电动机的转子和定子间的气隙，间距均为3mm，助力机制作好以后，把发电机和电动机的定子全部用环氧树脂胶密封处理，以便防水。

助力机制作好以后，转动轴上的车轮，如果车轮较轻，说明助力机转子产生的转动扭矩与车轮转动方向一致，如果车轮沉转不动，说明电动机的旋转扭矩与车轮转动方向相反，应调整发电机与电动机之间的电源接线次序，直到电动机的转动扭矩方向与车轮转动方向一致为止。

由于轴式发电机的转子旋转半径小于盘式电动机转子旋转半径一倍以上，根据杠杆原理，电动机产生的转动扭矩永远大于发电机消耗扭矩一倍以上，因此，助力机具有给转动的车轮加力的作用。

本实用新型的工作原理如下：

当本实用新型在牵引机车的牵引下行驶时，车轮上设计的助力机5的机壳与车轮一起同步同速转动，镶在助力机外壳内壁的发电机转子永久磁铁9切割内侧设计在车轴3上的发电机定子电枢绕组8，并在电枢8中产生感应电动势，电能直接经导线15输送给同轴上的电动机定子电枢绕组12、在12中产生旋转电磁场，旋转的电磁场磁力线切割设计在机壳上的电动机转子电枢11，在电枢11中产生感应电动势，由于电枢11是一闭合回路，因此电能瞬时转化为磁能，并在电枢12旋转电磁场的带动下产生转动扭矩，由于电动机的转子与车轮设计在一起，因此，电动机转子产生的旋转扭矩加在转动的车轮上，给车轮增加了动力，使机车牵引动力减小，达到节能的目的。

同时安装在本实用新型车顶棚和车底的若干个万向螺旋桨17在风的吹动下不停地转动，万向螺旋桨17直接或经传动带动直流发电机组19发出直流电，各发电机发出的直流电经单向硅整流二极管持续给设计在输变电车箱35中的输电车载蓄电池组29充电，蓄电池组29是大容量组合电池组。每辆发电车箱上、下均设计有多组万向螺旋桨，每组螺旋桨均带动一台直流发电机组，一辆挂车上下均可分别设计安装10台螺旋桨并各自带动直流发电机组发电，一个车箱共计上下可设计20台直流发电机组，每台发电机功率在10千瓦，一个车箱的总发电量即达200千瓦，每辆发电车箱所有发电机所发出的直流电在单向硅整流二极管的控制下并联经车箱内的输电电缆集中输送到输变电车箱的蓄电池组内。每辆车箱的电源连接依靠设计在车箱两端车箱挂勾27两侧的车体自动接线凹插25和自动接线凸插26连接。当两辆车箱由挂勾连接时，发电机的输电电缆线也被自动接线插25、26接通。所有发电车箱的发电机都并联经各车箱内设计的输电线缆，由自动接线插接通集中送到输变电车箱的蓄电池内，然后经交直流变电器30，把直流电变在交流电，然后由升压变压器31升压后，由输变电车箱顶部的输电塔33，把升压器升压后的电源32经导线送上轨道上电网34。

Claims

1.火车发电站，其特征在于包括有输变电车箱，输变电车箱顶棚的四周设置有喇叭进风窗，输变电车箱内安装有万向螺旋桨，万向螺旋桨安装在螺旋桨转轴上，螺旋桨转轴的一端固定到输变电车箱上，螺旋桨转轴的另一端与直流发电机的转轴连接，直流发电机与输电车载蓄电池组相连，输电车载蓄电池组通过交直流变电器、升压变压器与高压输电导线相连，高压输电导线通过输电塔与轨道上电网相连，输变电车箱的底部安装有车轴固定悬挂，车轴插装在车轴固定悬挂上，车轴的两端各安装有一个带有助力机的车轮。