[發明專利]一種非接觸式電軌移動供電裝置和控制穩壓輸出方法

在審

• 申請號: 201911040337.4
• 申請日: 2019-10-29
• 公開（公告）號: CN110601381A
• 公開（公告）日: 2019-12-20
• 發明（設計）人: 李志忠;趙付立;李優新;翟因虎;吳泳昕
• 申請（專利權）人: 廣東工業大學
• 主分類號: H02J50/12
• 分類號: H02J50/12;H02J50/70;H02M3/335
• 代理公司: 11227 北京集佳知識產權代理有限公司
• 代理人: 沈闖

本申請公開了一種非接觸式電軌移動供電裝置和控制穩壓輸出方法，裝置包括：發射端整流濾波模塊用于將交流電壓整流為直流電，并發送至功率全橋逆變模塊；發射端功率全橋逆變模塊用于將直流電逆變為交流方波，并輸送給發射端LCCL諧振網絡；發射端LCCL諧振網絡用于將交流方波變換為高頻交流正弦波，并傳輸到接收端LCCL諧振網絡；接收端LCCL諧振網絡用于拾取高頻交流正弦波，并傳輸至接收端同步整流模塊；接收端同步整流模塊用于將高頻交流正弦波變換為直流電輸出至負載。本申請可使電機等設備運轉更加穩定，且通過閉環控制避免了現有技術的由于發射和接收線圈耦合關系發生變化使輸出電壓不穩定而導致的燒壞后級設備的風險。

技術領域

本申請屬于沿導軌運輸技術領域，尤其涉及一種非接觸式電軌移動供電裝置和控制穩壓輸出方法。

背景技術

在現代全自動化工廠生產線上廣泛使用沿導軌運輸設備來運送物料，目前市場上沿導軌運輸設備供電方式主要由電壓為24V或48V的電池供電，由于電池存在體積大、笨重、容量小和需要及時充電的缺點，會導致沿導軌運輸設備自身的體積。重量和定期維護的費用，導致全自動化工廠的生產線還遠遠達不到預期的生產效率。而將非接觸式電軌移動供電裝置應用于全自動化工廠生產線上，能夠為沿導軌運輸設備提供實時的電能，使得沿導軌運輸設備能夠實現無電池供電，并能高效率工作。同時減小沿導軌運輸設備的自身重量和體積，使其小型化、效率高以及使用范圍更廣。

現有的無線供電系統，其發射端諧振網絡部分采用LC諧振(L：電感，C：電容)，接收端整流部分采用整流二極管來實現全波整流。由于非接觸式電軌移動供電裝置主要是給沿導軌運輸設備運動部分比如電機提供電能，傳統的非接觸式電軌移動供電裝置的接收端的諧振網絡部分存在明顯的電流突變，突變電流會導致電機的內部磁場分布不均勻，導致電機工作時產生劇烈震動。并且傳統的非接觸式電軌移動供電裝置的接收端的整流部分采用整流二極管來實現全波整流，當該裝置的發射端和接收端的耦合度發生變化時，該裝置的輸出電壓會不穩定，不穩定的輸出電壓會有燒壞裝置后級設備的風險。

發明內容

有鑒于此，本申請提供了一種非接觸式電軌移動供電裝置和控制穩壓輸出方法，通過設置的發射端LCCL諧振網絡和接收端LCCL諧振網絡，發射端采用LCCL諧振的方式，能夠較大程度的實現功率開關管的軟開關，使得供電裝置的發射端的有功功率的損耗減小，傳輸到接收端的無功功率增加，改善整個供電裝置的傳輸效率；接收端采用LCCL諧振的方式，使得該裝置的輸出電流值的變化平緩，從而使得電機等設備運轉更加穩定。

本申請第一方面提供了一種非接觸式電軌移動供電裝置，包括：

依次連接的發射端整流濾波模塊、發射端功率全橋逆變模塊、發射端LCCL諧振網絡、接收端LCCL諧振網絡、接收端同步整流模塊和濾波模塊；

所述發射端整流濾波模塊用于將交流電壓整流為直流電，并發送至所述發射端功率全橋逆變模塊；

所述發射端功率全橋逆變模塊用于將所述直流電逆變為交流方波，并輸送給所述發射端LCCL諧振網絡；

所述發射端LCCL諧振網絡用于將所述交流方波變換為高頻交流正弦波，并傳輸到所述接收端LCCL諧振網絡；

所述接收端LCCL諧振網絡用于拾取所述高頻交流正弦波，并傳輸至所述接收端同步整流模塊；

所述接收端同步整流模塊用于將所述高頻交流正弦波變換為直流電輸出至負載。

可選地，所述發射端整流濾波模塊包括四個整流二極管和第一電容，所述四個整流二極管用于將交流電變換為饅頭波，所述第一電容用于將所述饅頭波變換為直流電。

可選地，所述發射端LCCL諧振網絡包括第一諧振電感、第一勵磁電感、第二電容和第三電容；所述第一諧振電感和所述第二電容串聯；所述第一勵磁電感與所述第二電容、所述第三電容并聯。