應(yīng)用于移動運輸設(shè)備無線供電的框型供電軌道及基于該供電軌道的軌道設(shè)備的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ]本發(fā)明屬于磁耦合諧振式無線電能傳輸技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著低碳環(huán)保、綠色節(jié)能意識的增強，越來越多的移動運輸設(shè)備采用電能作為其動力來源，常見的供電方式有滑動接觸式、電纜拖鏈?zhǔn)胶碗姵毓╇娛饺N。其中，滑動接觸方式安全可靠性低，維護成本高，電纜拖鏈?zhǔn)綄σ苿泳嚯x有嚴(yán)格限制，使用環(huán)境非常有限。在對設(shè)備的靈活性要求較高的場合，通常是用電池供電的方式。而電池供電方式存在兩種缺點，一種是存在電池的體積、重量、價格、材料、安全、充電速度、壽命等多方面問題，還有電池的生產(chǎn)過程屬于高污染、耗費資源、破壞生態(tài)環(huán)境的過程，這些缺點給電動汽車的產(chǎn)業(yè)化帶來困難。另一種是地面上的充電基礎(chǔ)設(shè)施問題，一方面表現(xiàn)在由于充電時間長，需要大量的充電或換電設(shè)施，這些設(shè)施需要占用大量的地面面積，同時需要頻繁維護，另一方面表現(xiàn)在設(shè)備需要頻繁的停下充電，較低了設(shè)備的運行效率。而利用無線電能傳輸技術(shù)剛好能夠解決這些問題。
[0003]移動運輸設(shè)備無線供電系統(tǒng)可以使設(shè)備在工作中可以實時供電或者為電池補充電能。該技術(shù)不僅可以大幅度甚至無限制的提高設(shè)備的續(xù)航時間，而且設(shè)備上需攜帶的動力電池的數(shù)量也可以大幅度降低，甚至可以完全不需要電池，地面上將不再有充電站、換電站。所有供電設(shè)施均在地面以下。設(shè)備不要再存在充電問題，電能問題均由地面下的供電網(wǎng)絡(luò)自動解決。而在實現(xiàn)對移動運輸設(shè)備無線供電中，無線電能傳輸結(jié)構(gòu)對系統(tǒng)的性能及建設(shè)成本起到極其重要的作用，這些性能包括供電效率、最大傳輸能力、空氣間隔、側(cè)移能力、耐久度、電磁輻射強度、對環(huán)境影響程度等等多個方面。目前實現(xiàn)對移動運輸設(shè)備無線供電的系統(tǒng)中，系統(tǒng)運行性能較差，因此如何設(shè)計研發(fā)具有較高系統(tǒng)性能的移動運輸設(shè)備無線供電系統(tǒng)是十分必要的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明是為了達到在實現(xiàn)對移動運輸設(shè)備無線供電中，提高系統(tǒng)的性能的目的，提出了應(yīng)用于移動運輸設(shè)備無線供電的框型供電軌道及基于該供電軌道的軌道設(shè)備。
[0005]應(yīng)用于移動運輸設(shè)備無線供電的框型供電軌道，它包括η個磁極1、供電線纜2和磁芯3，2 Sn，且η為整數(shù)；
[0006]η個磁極I均為中空的矩形框架型結(jié)構(gòu);磁芯3為平板型磁芯;磁極I的底部寬度等于磁芯3的寬度;η個磁極I的底部均固定在磁芯3上；
[0007]供電線纜2沿磁極I外表面繞制，沿第I個磁極I的外表面從下至上繞至第I個磁極I的中間位置，然后繼續(xù)沿第2個磁極I的外表面從下至上繞至第2個磁極I的中間位置，依此類推，沿第η個磁極I的外表面從下至上繞至第η個磁極I的頂端，再返程回到第η-1個磁極I的外表面中間位置從上至下繞至其底端，直至所有磁極I的外表面均纏繞有供電線纜2;
[0008]相鄰兩個磁極I上的供電線纜2的繞制方式相反。
[0009]應(yīng)用于移動運輸設(shè)備無線供電的框型供電軌道，它包括η個磁極1、供電線纜2和磁芯3，2 Sn，且η為整數(shù)；
[0010]η個磁極I均為中空的矩形框架型結(jié)構(gòu);磁芯3為平板型磁芯;磁極I的底部寬度等于磁芯3的寬度;η個磁極I的底部均固定在磁芯3上；
[0011]供電線纜2沿磁極I外表面繞制，首先沿第I個磁極、第2個磁極........第η-1個磁極、第η個磁極外表面的同一高度繞制，繞制方式為沿第I個磁極的一側(cè)、第2個磁極另一側(cè)........第η-1個磁極的一側(cè)、第η個磁極的另一側(cè)交叉繞制后，再返程沿第η個磁極的一側(cè)、第η-1個磁極的另一側(cè)........第2個磁極的一側(cè)、第I個磁極另一側(cè)交叉繞制；
[0012]相鄰兩個磁極I上的供電線纜2的交錯繞制。
[0013]磁極I為鐵氧體磁極。磁芯3為鐵氧體磁芯。供電線纜2的匝數(shù)至少為I匝。
[0014]基于應(yīng)用于移動運輸設(shè)備無線供電的框型供電軌道的軌道設(shè)備，它包括:多段應(yīng)用于移動運輸設(shè)備無線供電的框型供電軌道，多段應(yīng)用于移動運輸設(shè)備無線供電的框型供電軌道位于一條直線上，且首尾相接鋪設(shè)，每段應(yīng)用于移動運輸設(shè)備無線供電的框型供電軌道均通過軌道控制系統(tǒng)控制其開通或關(guān)斷。
[0015]本發(fā)明所述的應(yīng)用于移動運輸設(shè)備無線供電的框型供電軌道，經(jīng)過綜合考量，其具備電能傳輸性能好、制造成本低、施工難度小、輻射水平低等特點。在相同的磁芯用料下，同現(xiàn)有的其他類型的供電軌道相比，采用框型供電軌道結(jié)構(gòu)，供電線纜與接收線圈間的耦合系數(shù)更高;磁場泄露極小，電磁兼容性好;相同的技術(shù)要求，同已有結(jié)構(gòu)相比，采用框型供電軌道能夠極大的節(jié)約了鐵氧體磁芯材料，在制作及施工難度、結(jié)構(gòu)強度上均優(yōu)于現(xiàn)有結(jié)構(gòu)。適用實現(xiàn)于對移動運輸設(shè)備無線供電領(lǐng)域。
[0016]基于應(yīng)用于移動運輸設(shè)備無線供電的框型供電軌道的軌道設(shè)備通過將多段獨立開關(guān)控制的框型供電軌道依次鋪設(shè)，配合相應(yīng)的控制系統(tǒng)，組成長距離的供電軌道，應(yīng)用更加廣泛。
[0017]本發(fā)明適用于電動汽車無線供電。
【附圖說明】
[0018]圖1為實施方式一中的供電線纜在磁極上纏繞繞制的框型三維結(jié)構(gòu)示意圖；
[0019]圖2為圖1的主視圖；
[0020]圖3為圖2的俯視圖；
[0021]圖4為圖2的底視圖；
[0022]圖5為實施方式二中的供電線纜在磁極上纏繞繞制的框型三維結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0023]【具體實施方式】一、參照圖1至圖4具體說明本實施方式，本實施方式所述的應(yīng)用于移動運輸設(shè)備無線供電的框型供電軌道，它包括η個磁極1、供電線纜2和磁芯3，2 Sn，且η為整數(shù)；
[0024]η個磁極I均為中空的矩形框架型結(jié)構(gòu);磁芯3為平板型磁芯;磁極I的底部寬度等于磁芯3的寬度;η個磁極I的底部均固定在磁芯3上；
[0025]供電線纜2沿磁極I外表面繞制，沿第I個磁極I的外表面從下至上繞至第I個磁極I的中間位置，然后繼續(xù)沿第2個磁極I的外表面從下至上繞至第2個磁極I的中間位置，依此類推，沿第η個磁極I的外表面從下至上繞至第η個磁極I的頂端，再返程回到第η-1個磁極I的外表面中間位置從上至下繞至其底端，直至所有磁極I的外表面均纏繞有供電線纜2;
[0026]相鄰兩個磁極I上的供電線纜2的繞制方式相反。
[0027]【具體實施方式】二、參照圖5具體說明本實施方式，本實施方式所述的應(yīng)用于移動運輸設(shè)備無線供電的框型供電軌道，它包括η個磁極1、供電線纜2和磁芯3，2 <