[發明專利]礦用電機車無線供電系統

在審

• 申請號: 201710349226.6
• 申請日: 2017-05-17
• 公開（公告）號: CN107128196A
• 公開（公告）日: 2017-09-05
• 發明（設計）人: 祝龍記;王賓;吳謙;崔高藝
• 申請（專利權）人: 安徽理工大學
• 主分類號: B60L11/18
• 分類號: B60L11/18;B61C3/02;H02M7/5387;H02M3/07;H02J50/12
• 代理公司: 合肥市上嘉專利代理事務所(普通合伙)34125
• 代理人: 李璐

1.一種礦用電機車無線供電系統，其特征在于，包括電網電源、與電網電源相連的初級能量變換模塊、安裝在礦用電機車上的能量接收裝置、能量變換與控制模塊；

初級能量變換模塊與礦用電機車之間采用電磁耦合諧振式電能傳輸方式，初級能量變換模塊為初級線圈側，將電網電能變換為高頻交流電能，經初級線圈側發送；礦用電機車的能量接收裝置、能量變換與控制模塊為次級線圈側，由能量接收裝置接收電能，經能量變換與控制模塊變換成礦用電機車可用的電能形式；

初級線圈側的耦合線圈采用分段式供電導軌模式，供電導軌鋪設在礦用電機車的運行軌道下，次級線圈側的耦合線圈為能量接收裝置。

2.根據權利要求1所述的礦用電機車無線供電系統，其特征在于，礦用電機車內還包括車載蓄電池、三相交流電動機，車載蓄電池與能量變換與控制模塊輸出端相互連接、其輸出端與能量接收裝置相連。

3.根據權利要求1或2所述的礦用電機車無線供電系統，其特征在于，初級能量變換模塊包括依次連接的EMI濾波電路、初級線圈整流電路、高頻逆變電路、初級線圈補償電路；

EMI濾波電路用于消除外界噪聲的差模干擾和共模干擾，以及降低系統的電磁輻射；

初級線圈整流電路用于將交流電整流成直流電；

高頻逆變電路用于將低壓直流電逆變為高頻交流電；

初級線圈補償電路采用串聯電容實現初級線圈的諧振補償。

4.根據權利要求3所述的礦用電機車無線供電系統，其特征在于，高頻逆變電路包括IGBT開關管Q1—Q4、電容Cp₁—Cp₄、反饋二極管VD1—VD4，IGBT開關管Q1—Q4組成全橋電路，反饋二極管VD1與電容Cp₁并聯后與Q1的集電極、發射極并聯，反饋二極管VD2與電容Cp₂并聯后與Q2的集電極、發射極并聯，反饋二極管VD3與電容Cp₃并聯后與Q3的集電極、發射極并聯，反饋二極管VD4與電容Cp₄并聯后與Q4的集電極、發射極并聯。

5.根據權利要求3所述的礦用電機車無線供電系統，其特征在于，初級線圈補償電路包括依次串聯的補償電容Cp、初級線圈電感Lp和初級線圈電阻Rp，補償電容Cp的另一端、電阻Rp的另一端連接于高頻逆變電路的后級。

6.根據權利要求3所述的礦用電機車無線供電系統，其特征在于，高頻逆變電路與初級線圈補償電路之間還設有發射端控制器。

7.根據權利要求1或2所述的礦用電機車無線供電系統，其特征在于，能量接收裝置、能量變換及控制模塊包括依次連接的次級線圈補償電路、次級線圈整流電路、Buck-Boost電路、三相逆變橋電路、三相交流電動機；

次級線圈補償電路采用串聯電容實現次級線圈的諧振補償；

次級線圈整流電路用于將交流電整流成直流電；

Buck-Boost電路用于對次級線圈整流電路輸出的直流電進行升降壓及穩定輸出電壓；

三相逆變橋電路用于輸出交流電，控制三相交流電動機的運轉及轉速。

8.根據權利要求7所述的礦用電機車無線供電系統，其特征在于，次級線圈補償電路包括依次串聯的補償電容Cs、次級線圈電阻Rs和次級線圈電感Ls，補償電容Cs的另一端、次級線圈電感Ls的另一端與次級線圈整流電路的前級相連。

9.根據權利要求7所述的礦用電機車無線供電系統，其特征在于，Buck-Boost電路包括開關管S1、電感L3、二極管D9和電容C5，二極管D9和電容C5串聯后與電感L3并聯，開關管S1與電感L3串聯，開關管S1的通斷由PWM脈沖控制。

10.根據權利要求1或2所述的礦用電機車無線供電系統，其特征在于，每段供電導軌側邊的兩端均安裝有檢測礦用電機車是否在供電導軌上的檢測傳感器。