铁路中的磁场能量收集

磁场能量收集（MFEH）是一种系统利用环境交变磁场以搜集能量的方法。本文提出了该概念的一种新颖应用，针对电气化铁路中钢轨电流周围的磁场。由于其非侵入式特性，该方法有潜力作为低成本轨旁状态监测系统的一部分被广泛部署，以延长寿命并降低维护需求。在这项工作中，MFEH 在铁路中的可行性通过实验得到证实——在受控实验室环境以及挪威铁路现场对两种不同配置进行了评估。当置于实验室中承载 200 A 电流的模拟铁路段附近时，系统在 50 Hz 下的功率输出高达 40.5 mW，在 16 2/3 Hz 下为 4.15 mW。在现场，原型系统从一列驶过的货运列车收集到 109 mJ，在中等交通密度地点估算的日能量输出为 1.14 J。我们认为该方法确实可以消除更换电池的需要，并可能无限期地延长节能电池供电状态监测系统的寿命。