微型压缩空气发电系统在铁路货车上的应用

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1、微型压缩空气发电系统在铁路货车上的应用赵娟齐向东太原科技大学电子信息工程学院摘要：铁路货车车厢的有效供电是实现车厢自动化控制和货物实时监控等电控技术的必要条件。针对铁路货车车厢发电成本高，供电困难的问题，设计了一种基于自适应控制的微型压缩空气发电系统。该系统在确保铁路货车运输安全的前提下，巧妙利用储存在铁路货车气路系统中的压缩空气，并且结合滑膜控制和PI控制法，实现了货车车厢的可靠发电。最后，通过MATLAB仿真实验，验证了方法的正确性和有效性。关键词：压缩空气发电;气路系统;自适应控制;作者简介：赵娟（1988-）,女，硕士研究生，主要研究方向为计算机测控系统

2、与装置。收稿曰期:2016-09-10TheApplicationofMicroCompressedAirPowerGenerationSystemonFreightCarsZHAOJuanQIXiang-dongSchoolofElectronicInformationEngineering，TaiyuanUniversityofScienceandTechnology;Abstract：Effectivepowerofrailwayfreightcarsisthenecessaryconditiontorealizetheelectroniccontrolt

3、echnologiessuchasautomatictraincontrolandreal-timemonitoringofgoods.Duetothehighcostofelectricitygenerationandthedifficultiesofpowersupplyonrailwayfreightcars，amicrocompressedairpowergenerationsystembasedonadaptivecontrolisdesigned.Inthissystem,thereliablepowergenerationonfreightcars

4、wasrealizedusingthecompressedairstoredinthepneumaticsystemandthemethodsofsynovialcontrolandPIcontrolunderthepremisecanensurethesafetyofrailwayfreighttransportation.Intheend,experimentalresultsvalidatethecorrectnessandeffectivenessofthemethodusingMATLABsimulation.Keyword：compressedair

5、powergeneration;pneumaticsystem;adaptivecontrol;Received：2016-09-10随着交通运输行业的快速发展，铁路货车运输成为交通运输的重要组成部分m，货车车厢的自动化控制和货物实时监控等成熟的电控技术可以降低运输成本，提高运输可靠性。安全稳定的供电系统为实现车厢自动化控制等电控技术提供了保障。由于一般铁路货车除机车外的其它车厢和转向架普遍缺少电源，无法实时监测货车运行速度V、轮对轴温T等参数，只能在货车进站停车时，安排检修人员上车对其状态进行检杳。因而针对危险化学物品的运输进行实吋监测，显得极为迫切［2-3］

6、。文献［4］介绍了一种适用于机车的危化品运输实时监测系统，但由于铁路货车尚未安装有效的供电装置，致使在机车上成熟的控制技术无法应用于铁路货车。因此，如何解决铁路货车的供电问题-直是研究的热点。文献［5］提出一种车轮轴端发电装置，该装置利用车轮在行驶时发电机转子和浮动定子之间产生相对的运动，使磁场切割感应线圈，达到发电的目的，但该装置结构复杂，成本高昂。文献［6］中提出一种基于振动的发电装罝，该装罝利用车厢在运行时由于轨道不平顺产生的振动将机械能转换为电能，但存在振动能量转化装置复杂，能量传递效率低等缺点。文献［7］提出一种风力发电装置，但该装置体积庞大，启动速度

7、高，极端天气难以正常运行。针对铁路货车车厢供电困难的问题，设计了一种铁路货车压缩空气发电装置，旨在不影响列车正常运行的情况下，利用铁路货车气路系统中的压缩空气进行发电，提高了铁路货车压缩空气综合利用率，并结合自适应控制法，实现发电的裨能控制，提高了发电效率。1压缩空气发电系统的工作原理由于铁路货车上的气路系统提供的压缩空气最高压强为0.9MPa,因此可以采用高压空气直接膨胀发电的方式M。图1为压缩空气发电系统原理图，该发电系统由储气罐、气动马达、发电机、整流电路、蓄电池和控制器等部分组成。铁路货车上气路系统的压缩空气主管道，与分管道通过一个直径为2mm安全节流孔

8、连通。在不影响货车正常运