[實用新型]非接觸電能傳輸設備

無效

• 申請號: 200820054479.7
• 申請日: 2008-01-04
• 公開（公告）號: CN201163726Y
• 公開（公告）日: 2008-12-10
• 發明（設計）人: 謝衛;趙冰潔;范紅;何敏;尚鴻雁;劉歡;劉佳佳
• 申請（專利權）人: 上海海事大學
• 主分類號: H02J17/00
• 分類號: H02J17/00;H01F38/14
• 代理公司: 上海天翔知識產權代理有限公司
• 代理人: 陳逸良

技術領域

本實用新型涉及電能傳輸設備技術領域，具體地說，涉及一種給運動設備供電的非接觸電能傳輸設備。

背景技術

目前，在給運動設備供電時，公知的電能傳輸主要是通過導線的直接接觸來進行的。由于存在滑動磨損、接觸火花和不安全裸露導線等問題，這種通過導線的直接接觸傳輸方式存在很大的局限性。

中國專利申請CN200610124129.9提供了一種感應藕合式無線電能傳輸裝置，其特征在于：包括能量發送器，無接觸變壓器和能量接收器，所述能量發送器包括整流濾波電路、高頻逆變電路和用于產生合適頻率和脈寬信號的控制電路，輸入的工頻市電首先經整流濾波電路產生高壓直流供給高頻逆變電路，高頻逆變電路將電能轉換成高頻交流電輸出到無接觸變壓器初級端；無接觸變壓器的初、次級磁芯為彼此分隔，線圈分別繞制在對應磁芯上；能量接收器包括補償電路、整流濾波電路和用于控制電流或電壓穩定輸出的PWM控制電路，補償電路接收到無接觸變壓器次級端感應藕合的能量后經過整流濾波電路和PWM控制電路形成穩定輸出。但其傳輸效果不佳。

實用新型內容

本實用新型的目的是提供一種沒有裸露導線，不存在機械磨損，沒有因為摩擦而產生噪聲與塵埃的非接觸電能傳輸設備，以解決現有技術中直接接觸的傳輸方式的不足。

本實用新型所解決的技術問題可以采用以下技術方案來實現：

一種非接觸電能傳輸設備，包括一滑動變壓器，其特征在于：所述滑動變壓器的原邊和副邊上分別設有原邊變換器和副邊變換器。

本實用新型中，所述滑動變壓器包含平面式滑動變壓器、U型滑動變壓器和E型滑動變壓器，以適應不同的使用場合。

所述滑動變壓器的原邊繞組安置在輸電軌道上，延伸為很長的環線，而副邊繞組繞在沿軌道移動的開口鐵芯上。

所述滑動變壓器的一次側繞組和二次側繞組上設有無功功率補償電路，以維持一定的電能傳輸，所述一次側繞組采用長矩形或長環形。

由于一次側并聯電容對高頻交流電有較大的濾波作用，根據負載的不同性質，所述補償電路采用串聯-串聯電容補償電路或者串聯-并聯電容補償電路。

所述原邊變換器和副邊變換器均采用高頻變換器，原邊變換器將工頻交流電流經整流、逆變轉換成高頻交流電流，供給原邊繞組，原邊繞組電流在空間建立高頻交變磁場，并在副邊繞組中產生高頻感應電動勢及高頻感應電流，在輸出端副邊變換器根據負載用電需要，將副邊高頻電流進行整流、逆變，最后提供給負載。

本實用新型的非接觸電能傳輸設備具有這樣的有益效果：(1)沒有裸露導線，不存在機械摩損，不會發生摩擦火花，其電能傳輸能力不受環境因素的影響，比接觸式感應電能傳輸設備更為可靠、耐用；(2)滑動變壓器結構靈活多樣，可以分別給相對于原邊繞組保持靜止、移動或旋轉的電氣設備供電，并且不受運動速度的限制；(3)采用多個副邊繞組接收能量時可為多個電氣負載供電；(4)采用高頻諧振技術和無功補償技術，可大大降低開關損耗，以及設備的重量和體積，提高設備的功率密度和傳輸效率。

附圖說明

圖1是本實用新型E型滑動變壓器結構示意圖。

圖2是滑動變壓器的補償電路的拓撲結構示意圖。

圖3是滑動變壓器仿真模型。

圖4是滑動變壓器輸出電流的仿真波形圖。

圖5是諧振頻率的分析圖。

具體實施方式

為了使本實用新型實現的技術手段、創作特征、達成目的與功效易于明白了解，下面結合具體圖示，進一步闡述本實用新型。

如圖1所示，一種非接觸電能傳輸設備，滑動變壓器是本實用新型非接觸感應電能傳輸設備的核心，滑動變壓器的結構可以是多種多樣的，如平面結構、U型結構和E型結構等，以適應不同應用場合的需要。

普通變壓器的原、副邊繞組繞在共同的閉合鐵芯上，雖然磁路藕合系數很高，但原、副邊繞組不能相對運動。而滑動變壓器的原、副邊繞組是可以分離的，其磁路經氣隙而閉合，故又稱為可分離變壓器或氣隙變壓器。滑動變壓器原、副邊之間仍然通過電磁感應實現電能傳輸，因氣隙而導致的磁路藕合系數的降低由提高原邊輸入電流的頻率加以補償。

對于長距離移動式非接觸電能傳輸系統，滑動變壓器的原邊繞組可安置在輸電軌道上，延伸為很長的環線，而副邊繞組繞在沿軌道移動的開口鐵芯上。另外，進行長距離供電時通常需要一定的開關控制系統，實現副邊繞組的分段式供電，提高傳輸效率。