[發明專利]一種用于軌道運輸生產的非接觸供電系統

在審

• 申請號: 201710279911.6
• 申請日: 2017-04-26
• 公開（公告）號: CN107040047A
• 公開（公告）日: 2017-08-11
• 發明（設計）人: 潘振方;陳希有;牟憲民;吳茂鵬;周宇翔
• 申請（專利權）人: 大連理工大學
• 主分類號: H02J50/10
• 分類號: H02J50/10
• 代理公司: 大連理工大學專利中心21200
• 代理人: 李曉亮,趙連明

技術領域

本發明提出一種用于軌道運輸生產的非接觸供電系統，屬于軌道運輸生產和非接觸電能傳輸技術領域。

背景技術

在自動化生產線和廠礦等場所，廣泛使用軌道運輸機電設備將原料從生產線運送到使用地點，加速生產過程，提高生產效率。軌道運輸機電設備常用供電方式有以下三種：蓄電池供電、固定接觸式供電、滑動接觸式供電。蓄電池供電的優點是無電線拖尾，但蓄電池存在體積大、笨重、容量有限、充電時間長、需及時充電和定期更換等缺點。固定接觸式供電包括兩種方式：掛纜系統和拖鏈系統。掛纜系統屬于被動型，掛纜小車的行走依靠電纜的拖動，電纜存在張力，電纜護套中需要配置抗拉鋼絲，電纜始終處于張力或曲繞狀態，直接影響電纜使用壽命和供電系統的可靠性。因此，掛纜系統需要定期維護，以避免出現小車卡軌、電纜扭曲或拉斷等情況出現。拖鏈系統對電纜的要求較低，只需具有相當的柔性，同時拖鏈自身可以對其內部的電纜進行有效保護，因而基本可以做到免維護。拖鏈系統存在的缺點是過長的行程和直線度不高，會導致拖鏈出現卡槽，甚至被拉斷。掛纜系統和拖鏈系統共同的缺點是存在電線拖尾，使整個系統更加復雜，系統安全可靠性降低。滑動接觸式供電具有幾乎不受運動軌跡限制的優勢，只需將帶電導軌用絕緣包圍，留下開口與電刷接觸，但由于存在磨損，電刷需經常維護。

非接觸電能傳輸技術利用電磁感應原理進行電能傳輸，避免電線拖尾的問題，使供電方式更加安全、便捷、靈活。與蓄電池這種無拖尾供電方式相比，采用非接觸技術為軌道移動機電設備供電時，只需將接收線圈和接收端電路安裝在移動設備上，能有效減少移動機電設備的重量。鑒于非接觸供電的優點，軌道運輸生產設備宜采用非接觸方式供電。因此提出一種用非接觸方式直接為沿導軌運動的機電設備供電的系統。

發明內容

針對現有技術存在的問題，本發明提供一種用于軌道運輸生產的非接觸供電系統。

本發明的技術方案為：

一種用于軌道運輸生產的非接觸供電系統，包括分檔定頻發射電源主電路、分檔定頻發射電源控制電路、恒壓輸出特性補償電路、非接觸電能傳輸耦合機構、接收端高頻整流濾波電路、接收端DC-DC穩壓調節電路、變頻器、機電負載、遙控系統。

所述的分檔定頻發射電源主電路包括工頻電源、低頻整流濾波電路、高頻逆變電路。分檔定頻發射電源主電路中的工頻電源與低頻整流濾波電路連接，低頻整流濾波電路為高頻逆變電路提供直流輸入電壓；高頻逆變電路產生高頻交流電流，與發射端補償電路連接。分檔定頻發射電源能夠實現一個電源多個用處，利于阻抗補償網絡的結構，利于設備的充分利用和批量生產。所述的高頻逆變電路包括全橋、半橋、推挽式、E類或雙E，高頻逆變電路功率開關采用軟開關。

所述的分檔定頻發射電源控制電路包括晶振分頻同步電路、脈沖發生電路、驅動電路。分檔定頻發射電源控制電路中可調的晶振分頻同步電路用來產生固定頻率的同步信號，同步信號與脈沖發生電路芯片的同步引腳連接，保證芯片發生脈沖頻率與晶振分頻的固定頻率一致，達到固定頻率的效果，避免芯片因環境溫度變化引起頻率漂移，減少系統變量，易于進行系統設計；脈沖發生電路與驅動電路連接，驅動電路輸出的具有驅動能力的脈沖信號與高頻逆變電路中功率開關門級管腳連接，控制功率開關開通和關斷。晶振分頻電路能夠實現一個高頻電源對應多個固定輸出電源頻率的目的，不同頻率適用不同的應用場合。

所述的恒壓輸出特性補償電路包括發射端補償電路和接收端補償電路。發射端補償電路與發射線圈連接，發射端補償電路和發射線圈構成的回路可以等效為并聯阻抗近似無限大的發射電流源，接收線圈與接收端補償電路連接，接收端補償電路和接收線圈構成的回路可以等效為串聯阻抗近似為零的電壓源。幅值恒定交流電流在發射線圈周圍產生幅值恒定的高頻交變的磁場，接收線圈在高頻交變的磁場中感應出幅值恒定的電動勢，經過接收端補償電路后的輸出電壓和恒定的感應電動勢近似相等。