[發明專利]一種WPT線圈耦合結構

在審

• 申請號: 202010067749.3
• 申請日: 2020-01-20
• 公開（公告）號: CN111146878A
• 公開（公告）日: 2020-05-12
• 發明（設計）人: 穆罕默德·阿布·侯蘭;楊洋;陳文潔;楊旭;周永興
• 申請（專利權）人: 西安交通大學
• 主分類號: H02J50/90
• 分類號: H02J50/90;H02J50/10
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 李曉曉

本發明公開了一種WPT線圈耦合結構，包括發射極柱和接收極柱，接收極柱同軸套設于發射極柱外側且不與發射極柱表面接觸，發射極柱外側繞設有發射線圈，接收極柱表面繞設有接收線圈，接收極柱能夠沿發射極柱軸線移動，接收極柱上的接收線圈纏繞長度小于發射極柱上發射線圈的纏繞長度，利用相互套設設置的發射極柱和接收極柱，接收極柱可相對發射極柱轉動和上下移動，便于調整接收極柱的使用位置，能夠實現同軸滑動及360度自由旋轉的無線功率傳輸，能夠實現線圈載具內的平面接收線圈實現接收級的自由定位和任意方向充電，結構簡單，傳輸效率穩定，解決了現有傳輸線圈結構存在的角度和橫向位移偏差。

技術領域

本發明屬于電力電子無線功率傳輸研究領域，涉及一種WPT線圈耦合結構。

背景技術

無線功率傳輸技術(WPT)被廣泛應用于電動汽車充電、植入式醫療設備、水下機器人及物聯網等領域。

在現有研究中，針對不同的無線功率傳輸應用場合，設計出了不同形狀的傳輸線圈，如圓形、方形和螺旋線圈等。已公開的發明專利如：《基于曲面柔性線圈的可穿戴設備無線充電系統的設計方法》公開了一種曲面柔性接收線圈的等效模型，其中發射線圈采用矩形線圈，接收線圈采用圓形線圈，確定與線圈曲率角對應的接收線圈最優尺寸，保證系統無線傳輸功率最大，提高了不同的穿戴人群和使用場合下系統的無線傳輸效率?！兑环N三維全向無線電能傳輸發射裝置及其制備方法》公開了一種三維全向無線電能傳輸發射裝置，包括碗狀載具線圈及通電后能產生三維全向磁場的線圈集。該裝置能在線圈載具中產生分布均勻的三維全向磁場，但是傳輸線圈結構存在的角度和橫向位移偏差，從而導致不同位置狀態時無線功率傳輸效率低下。

發明內容

本發明的目的在于提供一種WPT線圈耦合結構，以克服現有技術的不足。

為達到上述目的，本發明采用如下技術方案：

一種WPT線圈耦合結構，包括發射極柱和接收極柱，接收極柱同軸套設于發射極柱外側且不與發射極柱表面接觸，發射極柱外側繞設有發射線圈，接收極柱表面繞設有接收線圈，接收極柱能夠沿發射極柱軸線移動，接收極柱上的接收線圈纏繞長度小于發射極柱上發射線圈的纏繞長度。

進一步的，接收極柱的內表面與發射線圈外表面間距為0.1-2cm。

進一步的，接收極柱的管壁厚度為0.1-1cm。

進一步的，接收極柱高度小于發射極柱的高度。

進一步的，發射極柱兩端設有固定座，發射極柱位于兩個固定座之間的外側表面覆蓋發射線圈。

進一步的，接收極柱一側固定有接收連接桿，接收極柱表面全覆蓋接收線圈。

進一步的，發射線圈沿發射極柱外表面周向密布纏繞。

進一步的，接收線圈沿接收極柱外表面周向密布纏繞。

進一步的，接收極柱帶動接收線圈繞發射極柱的軸旋轉的角度范圍為0°～360°。

與現有技術相比，本發明具有以下有益的技術效果：

本發明一種WPT線圈耦合結構，包括發射極柱和接收極柱，接收極柱同軸套設于發射極柱外側且不與發射極柱表面接觸，發射極柱外側繞設有發射線圈，接收極柱表面繞設有接收線圈，接收極柱能夠沿發射極柱軸線移動，接收極柱上的接收線圈纏繞長度小于發射極柱上發射線圈的纏繞長度，利用相互套設設置的發射極柱和接收極柱，接收極柱可相對發射極柱轉動和上下移動，便于調整接收極柱的使用位置，能夠實現同軸滑動及360度自由旋轉的無線功率傳輸，能夠實現線圈載具內的平面接收線圈實現接收級的自由定位和任意方向充電，結構簡單，傳輸效率穩定，解決了現有傳輸線圈結構存在的角度和橫向位移偏差。

進一步的，接收極柱的內表面與發射線圈外表面間距為0.1-2cm，確保傳輸信號穩定。