[发明专利]机车旋转部件监测装置的无线供电系统及监测装置

说明书

一种机车旋转部件监测装置的无线供电系统及监测装置，无线供电系统包括能量发射模块及能量接收模块，能量发射模块包括依次电气相连的直流电源、逆变器及第一LC振荡电路，能量接收模块包括依次电气相连的第二LC振荡电路、整流器及负载，第一LC振荡电路包括第一电感，第二LC振荡电路包括第二电感，无线供电系统还包括第一隔磁材料层及第二隔磁材料层，第一隔磁材料层设置于齿轮箱与第一电感之间，第二隔磁材料层设置于转轴与第二电感之间，第一电感的第一线圈设置于第一隔磁材料层上，第二电感的第二线圈设置于第二隔磁材料层上，第一线圈与第二线圈电磁耦合。该无线供电系统能够为机车旋转部件上的监测装置实现稳定可靠的供能。

技术领域

本发明涉及供电技术领域，尤其是一种机车旋转部件监测装置的无 线供电系统及具有其的监测装置。

背景技术

随着动车组运用范围的扩大，更高的运营速度和更大的载重带来的 振动冲击旋转部件的寿命影响越来越大，线路和车辆维护条件的差异也 增加了计算评估方法的难度，随着对动车组使用里程的提高、线路条件 和车辆自身状态的变化，对旋转部件的运用状态检查和测量需求越来越 急迫。

在高铁等机车的关键的高速旋转类部件上，一般会安装监测装置， 以对旋转类部件进行健康监测与分析，以保证机车的运行安全。而监测 装置在长期运行中，需要额外的功能系统为监测装置功能，现有的功能 系统主要采用有线式集流环供能或无线供能两种方案，以避免普通有线 供能引起的线缠绕。

(1)有线式集流环供能：集流环是一种负责为旋转体连通、输送 能源与信号的电气部件，通过导电环的滑动接触、静电耦合或电磁耦合， 在固定部件与滚动或滑动部件之间传递电信号和电能。集流环方案集流 环技术成熟，有成熟的应用经验；但受安装结构约束，需对被测部件进 行安装改造；同时受集流环制造难度所限，测试通道数少。

(2)无线供能：采用电磁感应原理或者磁共振原理，在固定部件 安装发射端线圈，在旋转部件上安装接收的感应线圈。无线供能对被测 部件的安装改造较小，受安装结构的约束较小，制造难度较小，普通的 基于电磁感应原理的无线供能只能短距离工作，机车的固定端和旋转端 距离较远而适合采用磁共振式的无线供能，但现有的磁共振式无线功能方式结构复杂，成本较高，且容易对旋转类部件造成干扰，影响机车的 行驶安全。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种机车旋转部件监测装置的无线供电系 统及具有其的监测装置，该无线供电系统能够为机车旋转部件上的监测 装置实现稳定可靠的供能。

一种机车旋转部件监测装置的无线供电系统，所述机车旋转部件包 括齿轮箱及转轴，所述转轴设置于所述齿轮箱上，并可绕所述齿轮箱转 动，所述无线供电系统包括能量发射模块及能量接收模块，所述能量发 射模块包括依次电气相连的直流电源、逆变器及第一LC振荡电路，所 述能量接收模块包括依次电气相连的第二LC振荡电路、整流器及负载， 所述第一LC振荡电路包括第一电感，所述第二LC振荡电路包括第二 电感，所述无线供电系统还包括第一隔磁材料层及第二隔磁材料层，所 述第一隔磁材料层设置于所述齿轮箱上，所述第二隔磁材料层设置于所 述转轴上，所述第一电感的第一线圈设置于所述第一隔磁材料层上，所 述第二电感的第二线圈设置于第二隔磁材料层上，所述第一线圈与所述第二线圈相对设置。

进一步地，所述第一隔磁材料层及所述第一线圈设置于所述齿轮箱 朝向所述转轴一侧的端面上，所述第二线圈及所述第二隔磁材料层绕设 于所述转轴的外圆周上。

进一步地，所述第一线圈绕设于同一平面内，且以所述转轴的轴线 为中心呈平面螺旋状布设。

进一步地，所述无线供电系统还包括固定于齿轮箱上的基座，所述 基座包括基体部及设置于基体部两侧的盖板，所述第一线圈呈平面螺旋 状绕设于所述基体部上，所述第一隔磁材料层和第一线圈均夹设于两个 所述盖板之间。

进一步地，所述第二线圈绕设于所述转轴的外圆周上，且沿所述转 轴的长度方向延伸。