[發(fā)明專利]一種應(yīng)用于變電站巡檢機(jī)器人的無線充電系統(tǒng)

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010658465.1
• 申請(qǐng)日: 2020-07-09
• 公開（公告）號(hào): CN111917164A
• 公開（公告）日: 2020-11-10
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 黃曉華;吳曉康;王松岑;魏斌;蔣成;徐翀;徐錦星;于杰
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國電力科學(xué)研究院有限公司;國家電網(wǎng)有限公司;武漢大學(xué);國網(wǎng)山東省電力公司電力科學(xué)研究院
• 主分類號(hào): H02J7/02
• 分類號(hào): H02J7/02;H02J50/12
• 代理公司: 北京中巡通大知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11703
• 代理人: 張曉凱

1.一種巡檢機(jī)器人無線充電系統(tǒng)的發(fā)射部分，其特征在于，包括：發(fā)射線圈(15)、發(fā)射端諧振補(bǔ)償模塊(14)、高頻全橋逆變模塊(13)以及整流模塊(12)；

所述整流模塊(12)，用于將交流電進(jìn)行整流，向高頻全橋逆變模塊(13)輸出直流電；

所述高頻全橋逆變模塊(13)，用于將直流電轉(zhuǎn)換為由PWM信號(hào)控制的高頻交流電，并輸出至發(fā)射端諧振補(bǔ)償模塊(14)；

所述發(fā)射端諧振補(bǔ)償模塊(14)，用于與發(fā)射線圈(15)組成諧振電路，向發(fā)射線圈(15)注入高頻諧振電流，產(chǎn)生高頻磁場(chǎng)；

所述發(fā)射線圈(15)，用于發(fā)射能量。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的巡檢機(jī)器人無線充電系統(tǒng)的發(fā)射部分，其特征在于，所述發(fā)射端諧振補(bǔ)償模塊(14)采用串聯(lián)補(bǔ)償，將補(bǔ)償電容C_p與發(fā)射線圈(15)串聯(lián)，組成發(fā)射端諧振電路。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的巡檢機(jī)器人無線充電系統(tǒng)的發(fā)射部分，其特征在于，所述交流電源(11)、整流模塊(12)、高頻全橋逆變模塊(13)、發(fā)射端諧振補(bǔ)償模塊(14)以及發(fā)射線圈(15)之間均通過輸電線連接。

4.一種巡檢機(jī)器人無線充電系統(tǒng)的接收部分，其特征在于，包括：接收線圈(21)、接收端諧振補(bǔ)償模塊(22)、整流穩(wěn)壓模塊(23)以及濾波模塊(24)；

所述接收線圈(21)，用于與接收端諧振補(bǔ)償模塊(22)組成諧振電路，并接收發(fā)射部分的能量，產(chǎn)生與發(fā)射部分相同頻率的高頻交流電；

所述接收端諧振補(bǔ)償模塊(22)，用于將高頻交流電輸出至整流穩(wěn)壓模塊(23)；

所述整流穩(wěn)壓模塊(23)，用于將高頻交流電整流為直流電，并輸出至濾波模塊(24)；

所述濾波模塊(24)，用于對(duì)接收的直流電進(jìn)行濾波，并輸出。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的巡檢機(jī)器人無線充電系統(tǒng)的接收部分，其特征在于，所述接收端諧振補(bǔ)償模塊(22)采用LCC補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)，將接收線圈接收的交流電進(jìn)行補(bǔ)償后，輸出至整流穩(wěn)壓模塊(23)；所述LCC補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)包括諧振電感L_f、串聯(lián)諧振電容C_s和并聯(lián)諧振電容C_f；諧振電感L_f和串聯(lián)諧振電容C_s與接收線圈(21)串聯(lián)，并聯(lián)諧振電容C_f并聯(lián)在串聯(lián)諧振電容C_s與接收線圈(21)之間。

6.根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的巡檢機(jī)器人無線充電系統(tǒng)的接收部分，其特征在于，所述接收線圈(21)、接收端諧振補(bǔ)償模塊(22)、整流穩(wěn)壓模塊(23)、濾波模塊(24)以及可切換負(fù)載(25)之間均通過輸電線連接。

7.一種應(yīng)用于變電站巡檢機(jī)器人的無線充電系統(tǒng)，其特征在于，包括可切換負(fù)載(25)、交流電源(11)、權(quán)利要求1或2所述的發(fā)射部分(1)以及權(quán)利要求3-5任意一項(xiàng)所述的接收部分(2)；

所述發(fā)射部分(1)，用于將交流電源(11)的交流電經(jīng)整流、逆變及諧振補(bǔ)償處理后，通過無線方式輸出；

所述接收部分(2)，用于接收發(fā)射部分的能量，產(chǎn)生交流電，并對(duì)產(chǎn)生的交流電進(jìn)行諧振補(bǔ)償、整流穩(wěn)壓以及濾波處理后輸出直流電；

所述可切換負(fù)載(25)，用于存儲(chǔ)接收部分輸出的直流電，并向變電站巡檢機(jī)器人提供能量。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的應(yīng)用于變電站巡檢機(jī)器人的無線充電系統(tǒng)，其特征在于，所述發(fā)射部分(1)與接收部分(2)之間通過共振磁耦合傳輸電能。

9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的應(yīng)用于變電站巡檢機(jī)器人的無線充電系統(tǒng)，其特征在于，所述可切換負(fù)載(25)為能夠根據(jù)無線充電系統(tǒng)的工作狀態(tài)改變負(fù)載值。

10.一種權(quán)利要求7-9任意一項(xiàng)所述無線充電系統(tǒng)中的可切換負(fù)載的控制方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1，建立發(fā)射端所看到的等效負(fù)載阻抗與最優(yōu)匹配電容集之間的映射關(guān)系；

步驟2，利用BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對(duì)匹配電容進(jìn)行計(jì)算；

步驟3，對(duì)無線充電系統(tǒng)的反射系數(shù)|S₁₁|進(jìn)行初始測(cè)量，若|S₁₁|0.1，則執(zhí)行步驟4，否則返回步驟3；

步驟4，通過電流電容計(jì)算等效負(fù)載，帶入到BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)中，得到最終匹配的電容；

步驟5，對(duì)電容進(jìn)行相應(yīng)的控制和調(diào)整，并判斷等效負(fù)載阻抗是否滿足要求，若滿足則結(jié)束，否則返回步驟3。