[發(fā)明專利]一種集簇式無線電能傳輸裝置

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201711016502.3
• 申請日: 2017-10-25
• 公開（公告）號: CN107749674A
• 公開（公告）日: 2018-03-02
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 丁云廣;蔣海
• 申請（專利權(quán)）人: 丁云廣
• 主分類號: H02J50/12
• 分類號: H02J50/12
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于一種無線電能傳輸裝置，尤其屬于一種集簇式、電場自抵消的無線電能傳輸裝置。

背景技術(shù)

隨著無線電能傳輸技術(shù)的日益成熟，各種電線電能傳輸設(shè)備逐步被應(yīng)用于工業(yè)領(lǐng)域，目前主流的無線電能傳輸分為三類，一是基于分離變壓器原理的電磁感應(yīng)耦合方式，二是非輻射磁共振耦合方式，三是基于微波輻射的傳輸方式，本文所做的技術(shù)改進(jìn)主要針對第二種非輻射磁共振耦合方式，目前主流的做法是設(shè)計一對線圈，一個發(fā)射電磁波，一個接收電磁波，兩個線圈正對，這種傳輸傳輸方式的優(yōu)勢在于結(jié)構(gòu)簡單，能量傳輸效率相對較大，但帶來的問題是線圈中心磁通量最大，在正對線圈的中間的金屬會因為渦流效應(yīng)產(chǎn)生電流，帶來的技術(shù)問題是傳輸效率下降，金屬發(fā)熱，這種電能傳輸方式在實際設(shè)計中，大多需要考慮規(guī)避周圍金屬物件，但用于這種傳輸方式的線圈往往尺寸很大，規(guī)避設(shè)計帶來了結(jié)構(gòu)設(shè)計的局限性，在一些空間有限的應(yīng)用場合，給實際應(yīng)用帶來了很多問題，本發(fā)明意在解決上述問題，設(shè)計一種新型的能量傳輸方案，實現(xiàn)空間影響小、安裝位置自由度高的目標(biāo)。

發(fā)明內(nèi)容

一種集簇式無線電能傳輸裝置，為實現(xiàn)較小的空間影響，達(dá)到安裝位置自由度高的目的，考慮借助集簇式的設(shè)計方案，使各個線圈互相影響，互相抵消各線圈對周圍的影響。為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提出一種方法，為了方法描述的便捷性，這里先使用兩個對稱布置的繞制方向相反的線圈進(jìn)行敘述，后面在逐步拓展完整的方法。兩個繞制方向相反對稱布置的線圈，按照電磁場原理，在其中一個線圈加正向交變電流，就會激發(fā)一個磁場和一個電場，磁場方向滿足右手定則，這里假設(shè)其中一個線圈產(chǎn)生的是向上的磁場，對于另外一個線圈，如果在上述第一個線圈加電時間的同時，加上反向交變電流，由于繞制方向相反，則同樣會產(chǎn)生一個向上的磁場。由上述設(shè)計可知，兩個線圈電流反向相反，磁場反向一致，則兩個線圈激發(fā)的電場反向相反，實現(xiàn)了互相抵消的目的。由于上述只有兩個線圈，電場互相抵消作用的分布不夠均勻，這里再引入一對同樣繞制反向相反對稱布置的線圈，組成四個繞中心軸對稱的線圈組，則電場抵消作用分布更加均勻，所以在實際使用過程中引入的線圈對越多抵消作用越明顯。進(jìn)一步的，將這種對稱布置的線圈約束在一個框內(nèi)，這里用四個線圈作為包含任意多對線圈的示意，這種傳輸方式相對只有一個線圈與另一個線圈正對的方式，激發(fā)的磁場方向性更強，同樣的，接收部分也采用這種對稱線圈的設(shè)計方案，單個線圈來看，其與它正對的線圈的傳輸效率與原有的方式相同，加上其正對線圈的周邊的線圈的正向影響，其傳輸效率整體考慮被提高，由于這種方式的設(shè)計優(yōu)點，使得單個線圈可以小型化，自成體系，能量被約束于一定的范圍，所以可以進(jìn)行一些拼裝，通過上述分析可知，如果拼裝的裝置也是一種對稱方式，則各個線圈組之間可以進(jìn)一步抵消剩余的電場影響。

下面以在一種桶裝結(jié)構(gòu)內(nèi)的應(yīng)用為例，對上述模塊的實際使用方法做一個示例，但并不局限于這種排布方式，這里只是為了更好的說明本發(fā)明的使用方法。

在一個圓柱內(nèi)，中心需要安裝其他金屬外殼設(shè)備，則將本模塊繞內(nèi)壁均布一周，對應(yīng)的在軸向方向間隔一定距離，有繞內(nèi)壁均布一周的接收模塊，由于每個模塊的能量被大部分約束在一個柱狀包絡(luò)內(nèi)，加之對稱布置的模塊之間影響互相抵消，所以對中間的設(shè)備影響相對小。

相同的，對于別的應(yīng)用場合，以對稱方式布置的模塊組成的傳輸設(shè)備，互相之間的影響也可相互削弱。

附圖說明

圖1是一種集簇式無線電能傳輸裝置的兩個原理說明用線圈。

圖2是一種集簇式無線電能傳輸裝置的四個原理說明用線圈。

圖3是一種集簇式無線電能傳輸裝置的一種實際應(yīng)用的圖示說明。

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)說明。

如圖1所示，是本發(fā)明的兩個對稱布置的繞制方向相反的線圈1-2，在使用時，順時針線圈1的第一腳1A與逆時針線圈的第二腳2B的電平相同，順時針線圈1的第二腳1B與逆時針線圈2的第一腳2A電平相同，給兩線圈1-2加載交變電壓后，交變的電流會在空中激發(fā)一個電場與一個磁場，磁場方向滿足右手定則，這里假設(shè)其中一個線圈產(chǎn)生的是向上的磁場，對于另外一個線圈，如果在上述第一個線圈加電時間的同時，加上反向交變電流，由于繞制方向相反，則同樣會產(chǎn)生一個向上的磁場。由上述設(shè)計可知，兩個線圈電流反向相反，磁場反向一致，則兩個線圈激發(fā)的電場反向相反，實現(xiàn)了互相抵消的目的。