[實用新型]蜂窩式線圈的軌道交通非接觸供電裝置

有效

• 申請號: 201420050738.4
• 申請日: 2014-01-26
• 公開（公告）號: CN203761144U
• 公開（公告）日: 2014-08-06
• 發明（設計）人: 何正友;黃立敏;李硯玲;林圣;麥瑞坤
• 申請（專利權）人: 西南交通大學
• 主分類號: H02J17/00
• 分類號: H02J17/00
• 代理公司: 成都博通專利事務所 51208
• 代理人: 陳樹明

技術領域

本實用新型涉及一種蜂窩式線圈的軌道交通非接觸供電裝置。

背景技術

當前軌道交通工具的主要供電方式為機車的受電弓與軌道沿線的接觸網接觸，從接觸網上取電。這種直接接觸供電方式存在諸多問題：導線直接接觸的傳輸方式容易受到外界的腐蝕、水粉塵及污物影響；磨損裸露的導線容易產生碳積、磨損、電火花等存在危險；長距離的輸電線路占用大量的空間和金屬，在遇到特殊的地理運行環境（如山地、湖泊等）將嚴重制約有線網絡的布線工程。而采用非接觸式電能傳輸技術則可以避免以上各種類似事故而簡化供電系統。

感應式非接觸電能傳輸（ICPT）技術是一種基于電磁場近場松耦合感應原理，綜合利用電力電子變換技術、磁場耦合技術以及控制理論，實現用電設備以非導線接觸方式從電網獲取能量的技術，具有供電靈活、安全可靠、維護成本低等特點。

現有的軌道交通非接觸供電裝置，其組成是：機車底部的拾取線圈，供電所的控制器、控制器與交-直-交變頻器相連、交-直-交變換器同時與軌道供電段地表下方埋設的供電線圈相連，供電線圈為繞軌道供電段的兩根長直導線構成的長矩形線圈。機車進入供電段后，交-直-交變頻器在控制器（4）的控制下，向供電線圈供電，供電線圈產生交變磁場，拾取線圈感應產生感應電動勢，實現對機車的非接觸供電。其存在的問題是：線圈分布稀疏，產生的磁場強度低，供電功率低；且機車進入供電段感應取電的整個時間段內，整個長矩形供電線圈均處于通電狀態，而每一時刻拾取線圈只能從長矩形供電線圈內一個小面積的局部感應取電，有效感應面積很小，磁場利用率低，產生能源的浪費以及較大的電磁輻射。

實用新型內容

本實用新型的目的是提供一種蜂窩式線圈的軌道交通非接觸供電裝置，該種非接觸供電裝置的供電功率高，磁場利用率高，節約能源，并且明顯減少電磁輻射。

本實用新型實現其發明目的所采用的技術方案是，一種蜂窩式線圈的軌道交通非接觸供電裝置，包括機車底部的拾取線圈，供電所的控制器、控制器與交-直-交變頻器相連、交-直-交變換器同時與軌道供電段地表下方埋設的供電線圈相連，其特征是：所述的供電線圈為大小相等、蜂窩式排滿軌道供電段地表下方的多個小供電線圈并聯組成，每個小供電線圈上均串聯有開關管，開關管的控制端與控制器相連；軌道供電段地表中心線上每隔一個小供電線圈的距離設置一個檢測拾取線圈的信號接收器，信號接收器也與控制器相連；拾取線圈上設有信號發生器。

本實用新型的工作原理和過程是：

a、當機車未進入供電所，供電段上所有的信號接收器均不能檢測到拾取線圈上的信號發生器發射的信號時，控制器控制每個小供電線圈串聯的開關管關斷，供電段上所有的小供電線圈斷電；

b、當機車進入供電所，拾取線圈進入供電段，拾取線圈正下方的信號接收器檢測到拾取線圈上的信號發生器發射的信號時，控制器控制以該信號接收器為中心的多個小供電線圈上串聯的開關管導通，導通的小供電線圈的總面積為拾取線圈的1.8-2.2倍；交-直-交變頻器輸出的高頻交流電流過導通的小供電線圈，產生交變磁場，拾取線圈感應到交變磁場，產生感應電動勢，實現對機車非接觸供電；

c、隨著機車及拾取線圈的前進，檢測到信號發生器發射信號的信號接收器也不斷向前更替，控制器控制更替后的信號接收器為中心的多個小供電線圈串聯的開關管導通，并關斷其余的開關管，使導通的小供電線圈的總面積為拾取線圈的1.8-2.2倍，且拾取線圈始終位于導通的小供電線圈的正上方；

d、當機車的拾取線圈駛出供電段時，所有的信號接收器均不能檢測到拾取線圈上的信號發生器發射的信號時，控制器控制每個小供電線圈上串聯的開關管關斷，供電段上所有的小供電線圈斷電。

與現有技術相比，本實用新型的有益效果是：

一、蜂窩式布局的線圈有效提高了線圈的分布密度，提高了磁場強度，使其供電功率高。

二、機車進入供電段感應取電的整個時間段內，始終只有拾取線圈正下方的相應小供電線圈通電工作，通電小供電線圈產生的磁場被有效地利用，磁場利用率高；而不能被拾取線圈感應的其它位置的小供電線圈處于斷電狀態，減少了電磁輻射，節約能源。

下面結合附圖和具體實施方式對本實用新型作進一步的描述。

附圖說明

圖1是本實用新型實施例的電路原理圖。

圖2是本實用新型實施例拾取線圈不在供電段時的小供電線圈、信號接收器、拾取線圈和信號發生器的俯視分布示意圖。