[发明专利]长途电力列车上的发电机

说明书

技术领域

本发明是指一种产生清洁能源的装置，尤指有关一种在长途电力列车上的发电机，用以降低长途有轨电力列车的用电费。当小体积可发出大电流的超导发电机诞生后，在轨长途电力列车采用本案的发电方式，将来有可能仅在铁路两端的起点站设置能提供启动用的电能于列车上的机制，供列车起动使用的加电站，则目前长途架设的电力系统供电至列车上的设施或许可完全改观。然，目前本案所产生的电力，至少可供列车照明和空调使用。

背景技术

目前电力公司供电给有轨电力列车的范围包含电动机、空调和照明，请参照图1电力公司供电系统图与图2单一供电区间内馈电系统图，如该两图所示，分别供应两侧责任区间内的列车负载，每一侧的上行、下行车的馈电线采用并联方式连接至同一组单相电源，每组单相电源供电给接触线与回流线，再藉由集电弓撷取接触线与回流线间的电源供列车使用，其架构如图2所示。图3所示为BT馈电方式，这些供电设备包含沿途密集的门型高压电线架，是建设高铁投资金额巨大的原因。

根据下表所示，是目前世界各国主要高速铁路系统的重要规格。本发明的发电方式，在超导发电机未诞生前，系由列车内部独立的输配电系统馈电至列车内的空调和照明设备。

发明内容

本发明的目的在于铁路上行驶的长途电力列车上，固装一组或一组以上专为发电而设的恒静轴和转动轮，利用该转动轮在恒静轴上转动所产生的转动惯量的机械能，结合该轮外侧中央位置上固接发电组件的永磁磁极增加轮重所加强的惯性扭矩，环绕着静止的绕线电枢以永磁磁极的磁通割切电枢绕组的导线而发电。当列车变向行驶，对可左、右转的直流发电机没有影响，静止电枢所产生的电流可从轴心孔输出，不需电刷。

本发明为达成上述目的，其具体实施方案包括：一设在长途电力列车上专为发电所设的恒静轴；一设在该恒静轴两端专为发电而增设可在铁轨上转动的车轮；一设在该恒静轴两端上具有绕组的电枢；一设在该恒静轴两端的车轮外侧且随该车轮转动而旋转的发电机轭铁；一设在该轭铁内周壁的磁极组件，且该磁极组件的内周与该电枢外周相对应，随车轮转动而绕着电枢外周旋转，使该磁极组件的磁场切割该电枢绕组的导线而产生电流者。

其中，该车轮系以非导磁性材质的不锈钢金属制成。

其中，静止的电枢产生的电流，系由该车轮恒静轴的轴中心孔引出的电线输出。

其中，该磁极组件以螺钉锁固在该轭铁内周壁上。

其中，该恒静轴做成可分离密接锁固成一体的中间段大直径部与两端小直径部的三段插接式构造。

其中，该恒静轴小直径部进一步包括轴径相同的第一及第三段轴以及轴径略大的第二段轴和轴径略小的第四段轴。

其中，该含有电枢为发电机主体的结构与该恒静轴间构成绝缘结合关系。

其中，该含有磁极组件的发电机轭铁的发电机主体结构与该车轮轴间构成绝缘结合关系。

其中，该绝缘结合关系包括一设于该恒静轴外周与该电枢轴孔间的硬质绝缘筒。

其中，该绝缘结合关系包括一设于该车轮外侧与该轭铁凸缘间的接合面的硬质绝缘圈垫及该螺钉的硬质绝缘套筒。

附图说明

图1为现有电力公司供电给有轨电力列车的系统图；

图2为现有电力公司供电给单一供电区间内馈电系统图；

图3为现有高铁变电站对高铁列车的BT馈电图；

图4为本发明电力列车上发电机的侧剖面示意图；

图5为图4的正剖面示意图；

图6为本发明发电机的立体示意图；

图7为本发明发电机设立于电力列车车厢下的示意图。

具体实施方式

简言之，如图4～图6所示，本发明发电机2系安装在恒静轴9上的车轮1的外侧，该发电机2包括一轭铁20、一永磁磁极4及一电枢3，该永磁磁极4以螺钉41固装在该轮外侧中央位置的发电机轭铁20，各永磁磁极4间留有间隙，而该永磁磁极4则围绕着固装在恒静轴9的两端中央位置的电枢3回转，因而使永磁磁极4的旋转磁场割切静止电枢3绕组的导线而发电。车轮1依靠钢珠轴承6A、6B的支撑在恒静轴9的两端回转。车轮1经平衡测试后，使车轮的重量平衡。