專利名稱:一種分布式磁路機構(gòu)非接觸電能傳輸系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種分布式磁路機構(gòu)非接觸電能傳輸系統(tǒng)，本實用新型公開的分布式磁路機構(gòu)非接觸電能傳輸系統(tǒng)包括高頻交流輸入電源，原邊分布式磁能發(fā)射及諧振補償結(jié)構(gòu)，副邊分布式磁能拾取及諧振補償機構(gòu)和負(fù)載。該系統(tǒng)的原邊由若干個相互獨立的磁能發(fā)射機構(gòu)并聯(lián)而成，副邊是由若干個相互獨立的磁能拾取機構(gòu)串聯(lián)而成，磁能拾取機構(gòu)分布在相應(yīng)發(fā)射機構(gòu)的不同位置上，分別從相應(yīng)磁能發(fā)射機構(gòu)中獲取能量供負(fù)載使用。相比傳統(tǒng)的非接觸電能傳輸系統(tǒng)，系統(tǒng)功率傳輸能力大，拾取機構(gòu)磁芯不易飽和，各個拾取機構(gòu)之間互不干涉，原邊磁能利用率高，系統(tǒng)效率較高，適合為導(dǎo)軌式非接觸電能傳輸系統(tǒng)提供大功率高效能量傳輸。
【專利說明】一種分布式磁路機構(gòu)非接觸電能傳輸系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及到非接觸電能傳輸【技術(shù)領(lǐng)域】，具體地說，是一種分布式磁路機構(gòu)非接觸電能傳輸系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0002]非接觸電能傳輸技術(shù)的出現(xiàn)很好的解決了某些特定環(huán)境下電能安全、可靠、靈活的傳輸。經(jīng)過近20年來國內(nèi)外學(xué)者對這一領(lǐng)域的關(guān)注和研宄，非接觸電能傳輸技術(shù)在理論研宄方面取得了較大的突破，并在非接觸供電導(dǎo)軌電車、公交車快速非接觸供電、智能人體器官體外供電、家庭便攜式設(shè)備充電、水下機器人實時供電等領(lǐng)域進(jìn)行了相關(guān)產(chǎn)品的開發(fā)。而在導(dǎo)軌式非接觸電能傳輸系統(tǒng)中，其導(dǎo)軌線圈通常是一根長直導(dǎo)線，拾取線圈是一組集中繞線，導(dǎo)軌線圈和拾取線圈是完全電氣絕緣的兩個獨立部分，由于導(dǎo)軌線圈只有一部分參與磁路耦合，從而極大地浪費了導(dǎo)軌線圈發(fā)射磁能利用率。為提高導(dǎo)軌式非接觸電能傳輸系統(tǒng)的功率傳輸能力和效率，目前采用的措施主要有幾下幾種:
[0003](I)提高系統(tǒng)輸入電壓，從而增大系統(tǒng)功率傳輸能力。這種方法一定程度上提高了系統(tǒng)的功率傳輸能力，但間接的增大了系統(tǒng)設(shè)計的成本，對器件的耐壓和耐流特性要求較高，不是提高系統(tǒng)功率傳輸能力的根本方法。
[0004](2)對磁路機構(gòu)優(yōu)化設(shè)計，增加拾取線圈通過的磁通量。通過優(yōu)化設(shè)計磁芯機構(gòu)，一定程度上可以有效提高磁能的利用率，但受制于磁路機構(gòu)的松耦合特性，系統(tǒng)效率得不到大幅提升。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005](一)要解決的技術(shù)問題
[0006]本實用新型的目的是提出一種分布式磁路機構(gòu)非接觸電能傳輸系統(tǒng)，用于提高導(dǎo)軌式非接觸電能傳輸系統(tǒng)的功率傳輸能力，并提高導(dǎo)軌線圈發(fā)射磁能的利用率，從而有效的提高導(dǎo)軌式非接觸電能傳輸系統(tǒng)的效率。
[0007](二)技術(shù)方案
[0008]為達(dá)到上述目的，本實用新型采用如下方案:
[0009]一種分布式磁路機構(gòu)非接觸電能傳輸系統(tǒng)，包括高頻交流輸入電壓、原邊分布式磁能發(fā)射及諧振補償機構(gòu)、副邊分布式磁能拾取及諧振補償機構(gòu)和負(fù)載。非接觸電能傳輸系統(tǒng)的原邊由若干個相互獨立的磁能發(fā)射機構(gòu)并聯(lián)而成，副邊是由若干個相互獨立的磁能拾取機構(gòu)串聯(lián)而成，磁能拾取機構(gòu)分布在相應(yīng)發(fā)射機構(gòu)的不同位置上，各個拾取機構(gòu)分別從相應(yīng)磁能發(fā)射機構(gòu)中獲取能量供負(fù)載使用。
[0010]所述高頻交流輸入電壓、原邊分布式磁能發(fā)射及諧振補償機構(gòu)、副邊分布式磁能拾取及諧振補償機構(gòu)和負(fù)載構(gòu)成一個新型的非接觸電能傳輸系統(tǒng)，磁能發(fā)射機構(gòu)與磁能拾取機構(gòu)之間通過磁場耦合，實現(xiàn)了能量從原邊到副邊負(fù)載的非接觸傳輸。
[0011]本實用新型一種新型分布式磁路機構(gòu)非接觸電能傳輸系統(tǒng)，其所述非接觸電能傳輸系統(tǒng)磁路機構(gòu)原邊是由若干個相互獨立的磁能發(fā)射機構(gòu)并聯(lián)而成，磁路機構(gòu)副邊是由若干個相互獨立的磁能拾取機構(gòu)串聯(lián)而成。
[0012]其中，各個磁能拾取機構(gòu)分布在相應(yīng)磁能發(fā)射機構(gòu)的不同位置上，分別與其對應(yīng)磁能發(fā)射機構(gòu)耦合。
[0013]其中，所有磁能拾取機構(gòu)全部安裝在用電設(shè)備內(nèi)部。
[0014]其中，各個磁能拾取機構(gòu)線圈繞線方向相同。
[0015]其中，磁能發(fā)射機構(gòu)的諧振補償環(huán)節(jié)，是根據(jù)各個能量發(fā)射機構(gòu)的線圈電感單獨設(shè)計的。
[0016]其中，磁能拾取機構(gòu)的諧振補償環(huán)節(jié)，是根據(jù)所有拾取機構(gòu)的總電感設(shè)計的。
[0017](三)有益效果
[0018]本實用新型與已有技術(shù)相比，由于采用多磁能機構(gòu)并聯(lián)工作模式，可以有效的提高導(dǎo)軌式非接觸電能傳輸系統(tǒng)的功率傳輸能力；而采用多拾取機構(gòu)串聯(lián)工作模式，通過將各個拾取線圈拾取到的磁能串聯(lián)疊加，可以有效的提高原邊導(dǎo)軌式磁能發(fā)射機構(gòu)磁能的利用率，從而有效的提高整體系統(tǒng)的效率。

【附圖說明】

[0019]圖1是現(xiàn)有技術(shù)非接觸電能傳輸系統(tǒng)等效電路示意圖
[0020]圖2是本實用新型非接觸電能傳輸系統(tǒng)示意圖
[0021]圖中，1、非接觸電能傳輸系統(tǒng)高頻交流電壓源；2、磁能發(fā)射機構(gòu)補償電路；3、原邊分布式磁能發(fā)射機構(gòu)；4、原副邊互感親合磁場；5、副邊分布式磁能拾取機構(gòu)；6、磁能拾取機構(gòu)補償電路；7、負(fù)載。

【具體實施方式】
[0022]以下實施例用于說明本實用新型，但不用來限制本實用新型的范圍。
[0023]如圖2所示，本實用新型實施時，高頻交流電壓源I經(jīng)過原邊分布式磁能發(fā)射機構(gòu)3及其諧振補償機構(gòu)2后，產(chǎn)生高頻磁場4，通過耦合作用，副邊分布式磁能拾取機構(gòu)5獲得能量，經(jīng)過磁能拾取機構(gòu)補償電路6之后，向負(fù)載7提供電能。其中，高頻交流電壓源輸出端并聯(lián)有多個磁能發(fā)射機構(gòu)，在導(dǎo)軌式非接觸電能傳輸系統(tǒng)中，其磁能發(fā)射機構(gòu)即為導(dǎo)軌線圈，各個導(dǎo)軌線圈相互之間以一定的間隔分布在機車運行軌道上，機車底部安裝有若干個磁能拾取機構(gòu)，各個磁能拾取機構(gòu)繞線方向相同，跟隨移動電氣設(shè)備一起移動，拾取機構(gòu)分布位置分別與機車軌道上的導(dǎo)軌線圈向?qū)?yīng)，相互之間互不干涉，通過磁場感應(yīng)，分別從各自對應(yīng)的導(dǎo)軌線圈中獲取磁能，各個拾取線圈串聯(lián)在一起，從而將獲取到的磁能疊加，經(jīng)過副邊補償電路之后，向負(fù)載供電。由于采用多導(dǎo)軌并聯(lián)方式，從而有效的提高了導(dǎo)軌式非接觸電能傳輸系統(tǒng)的功率傳輸能力，而采用分布式拾取機構(gòu)模式，可以有效的提高原邊導(dǎo)軌發(fā)射磁能的利用率，從而有效的提高系統(tǒng)的效率。通過理論分析和實際試驗驗證，通過優(yōu)化原邊并聯(lián)導(dǎo)軌條數(shù)和副邊拾取機構(gòu)的個數(shù)，可以有效實現(xiàn)導(dǎo)軌式非接觸電能傳輸系統(tǒng)傳輸功率、效率、成本、可靠性等各項指標(biāo)全局優(yōu)化。
【權(quán)利要求】
1.一種分布式磁路機構(gòu)非接觸電能傳輸系統(tǒng)，其特征在于:非接觸電能傳輸系統(tǒng)磁路機構(gòu)原邊是由若干個相互獨立的磁能發(fā)射機構(gòu)并聯(lián)而成，磁路機構(gòu)副邊是由若干個相互獨立的磁能拾取機構(gòu)串聯(lián)而成。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種分布式磁路機構(gòu)非接觸電能傳輸系統(tǒng)，其特征在于:各個磁能拾取機構(gòu)分布在相應(yīng)磁能發(fā)射機構(gòu)的不同位置上，分別與其對應(yīng)磁能發(fā)射機構(gòu)耦入口 ο3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種分布式磁路機構(gòu)非接觸電能傳輸系統(tǒng)，其特征在于:所有磁能拾取機構(gòu)全部安裝在用電設(shè)備內(nèi)部。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種分布式磁路機構(gòu)非接觸電能傳輸系統(tǒng)，其特征在于:各個磁能拾取機構(gòu)線圈繞線方向相同。
【文檔編號】H02J17-00GK204304626SQ201420722414
【發(fā)明者】年長春, 林克章, 羅乂康, 王亞楠, 夏晨陽 [申請人]中國礦業(yè)大學(xué)