[發明專利]一種輸出電壓恒定的雙拾取三相動態無線電能傳輸系統

有效

• 申請號: 201810684925.0
• 申請日: 2018-06-28
• 公開（公告）號: CN108718117B
• 公開（公告）日: 2021-05-25
• 發明（設計）人: 符玲;李宏超;何正友;周坤卓;麥瑞坤;高仕斌
• 申請（專利權）人: 西南交通大學
• 主分類號: H02J50/12
• 分類號: H02J50/12
• 代理公司: 成都弘毅天承知識產權代理有限公司 51230
• 代理人: 徐金瓊

本發明公開了一種輸出電壓恒定的雙拾取三相動態無線電能傳輸系統，屬于無線感應電能傳輸領域；其包括順次連接的直流電源E、高頻三相逆變器H、諧振單元、初級補償電容、電磁耦合機構、次級補償電容、整流濾波電路K和負載R，所述電磁耦合機構包括發送機構和接收機構，所述發送機構包括平板磁芯F1和設置在平板磁芯F1上的發射線圈，所述接收機構包括平板磁芯F2和設置在平板磁芯F2底端的雙拾取接收線圈，所述雙拾取接收線圈的長度為發射線圈長度的1.5倍；本發明通過優化接收線圈與發射線圈的長度比，采用雙拾取接收線圈，使得系統的感應電壓波動達到最小，系統輸出電壓恒定，大大提高系統的輸出功率。

技術領域

本發明屬于無線感應電能傳輸領域，尤其是一種輸出電壓恒定的雙拾取三相動態無線電能傳輸系統。

背景技術

感應電能傳輸技術已應用于軌道交通列車、電動汽車等大功率設備供電中，與傳統通過導線直接物理接觸的電能傳輸技術相比，感應電能傳輸技術工作過程中不存在接觸火花、漏電、受雨雪塵土影響等問題，有效提高了供電安全性和可靠性，該技術已經廣泛運用于內置式醫療裝置、消費電子產品、照明和電動汽車等領域。

感應電能傳輸系統的工作原理為：工頻交流電經過整流器整流成直流電，直流電在高頻逆變器作用下變換成高頻的交流電，高頻的交流電在初級線圈上激發高頻磁場；與初級線圈并不直接接觸的次級能量拾取線圈耦合高頻磁場感應出同頻交變電壓，經過次級電路的電能變換裝置變換成負載所需的電能形式供給負載，實現能量的非接觸式傳輸。

現有技術中保證無線電能傳輸系統輸出恒定有多種方式，其中最接近的現有技術為專利號：CN201711038905.8的一種輸出電壓恒定的三相動態無線電能傳輸系統，其通過相鄰兩發射線圈的重疊，使得所有發射線圈與接收線圈的互感和的波動達到最小，從而使系統的輸出電壓的波動達到最小，保證系統的輸出電壓恒定；該專利雖然能保證系統的輸出電壓恒定，但是其采用單拾取方式，原邊線圈相互重疊，原邊線圈之間的互感較大，無功交換多，輸出功率小；因此需要一種能保證輸出電壓恒定的同時還能提高系統的輸出功率的無線電能傳輸系統。

發明內容

本發明的目的在于：本發明提供了一種輸出電壓恒定的雙拾取三相動態無線電能傳輸系統解決現有的無線感應電能傳輸系統在移動狀態下輸出電壓波動大的問題。

本發明采用的技術方案如下：

一種輸出電壓恒定的雙拾取三相動態無線電能傳輸系統，包括順次連接的直流電源E、高頻三相逆變器H、諧振單元、初級補償電容、電磁耦合機構、次級補償電容、整流濾波電路K和負載R，所述電磁耦合機構包括發送機構和接收機構，所述發送機構包括平板磁芯F1和設置在平板磁芯F1上的發射線圈，所述接收機構包括平板磁芯F2和設置在平板磁芯F2底端的雙拾取接收線圈，所述雙拾取接收線圈的長度為發射線圈長度的1.5倍。

優選地，所述雙拾取接收線圈包括緊密設置的接收線圈S1和接收線圈S2，所述接收線圈S1和接收線圈S2同名端反向串聯。

優選地，所述雙拾取接收線圈與發射線圈寬度相等。

優選地，所述發射線圈包括發射線圈A1、發射線圈B1、發射線圈C1、發射線圈A2、發射線圈B2和發射線圈C2，相鄰兩發射線圈相互緊靠；發射線圈A1接入高頻三相逆變器H的A相，發射線圈B1接入高頻三相逆變器H的B相，發射線圈C1接入高頻三相逆變器H的C相。

優選地，所述諧振單元包括諧振電感L_PA、諧振電感L_PB、諧振電感L_PC、諧振電容C_PA、諧振電容C_PB和諧振電容C_PC；初級補償電容包括初級補償電容C_TA、初級補償電容C_TB和初級補償電容C_TC，次級補償電容包括次級補償電容C_S1和次級補償電容C_S2；