[發明專利]三相圓柱形曲面線圈及基于此的全空間無線電能傳輸系統

有效

• 申請號: 202010929399.7
• 申請日: 2020-09-07
• 公開（公告）號: CN112018903B
• 公開（公告）日: 2022-02-08
• 發明（設計）人: 孫躍;馮天旭;王智慧;唐春森
• 申請（專利權）人: 重慶大學
• 主分類號: H02J50/00
• 分類號: H02J50/00;H02J50/12
• 代理公司: 重慶敏創專利代理事務所(普通合伙) 50253
• 代理人: 陳千

1.三相圓柱形曲面線圈，其特征在于：包括尺寸相同、匝數相同、按同等高度均勻分布的A相線圈繞組、B相線圈繞組、C相線圈繞組，且A相線圈繞組、B相線圈繞組、C相線圈繞組整體圍合呈圓柱筒狀，各相線圈繞組圍合的弧面角度為180°，任意兩相線圈繞組之間的機械角度為120°，B相線圈繞組的激勵電流滯后于A相線圈繞組的相位差為α，C相線圈繞組的激勵電流滯后于A相線圈繞組的相位差為2α，α＝2π/3；當三相圓柱形曲面線圈用于無線電能傳輸時，拾取線圈按任意角度安裝于所述三相圓柱形曲面線圈的中空區域中。

2.如權利要求1所述的三相圓柱形曲面線圈，其特征在于：所述三相圓柱形曲面線圈固定在一圓柱筒內側壁。

3.基于三相圓柱形曲面線圈的全空間無線電能傳輸系統，包括發射電路和接收電路，其特征在于：所述發射電路包括順序連接的直流電源、三相逆變器、原邊諧振網絡、三相發射線圈，所述接收電路包括順序連接的接收線圈、副邊諧振網絡、整流濾波電路和負載；

所述三相發射線圈為權利要求1至2任意一項所述的三相圓柱形曲面線圈，所述接收線圈按任意角度安裝于所述三相圓柱形曲面線圈的中空區域中；

在所述三相逆變器中，每一個橋臂由兩個MOS管以相同的占空比交替導通和關斷獨立控制，使得B相和C相電壓分別滯后于A相電壓的角度為β和2β，β＝2π/3，每相電壓的幅值為所述直流電源的電壓U_dc的一半。

4.如權利要求3所述的基于三相圓柱形曲面線圈的全空間無線電能傳輸系統，其特征在于：所述原邊諧振網絡包括A相諧振網絡、B相諧振網絡、C相諧振網絡；

所述A相諧振網絡包括順序連接在所述三相逆變器的A相輸出端和所述A相線圈繞組的一端之間的A相濾波電感、A相串聯補償電容，還包括連接在所述A相濾波電感與所述A相串聯補償電容的共同連接端和所述A相線圈繞組的另一端之間的A相濾波電容，所述A相線圈繞組的另一端還連接所述直流電源；

所述B相諧振網絡包括順序連接在所述三相逆變器的B相輸出端和所述B相線圈繞組的一端之間的B相濾波電感、B相串聯補償電容，還包括連接在所述B相濾波電感與所述B相串聯補償電容的共同連接端和所述B相線圈繞組的另一端之間的B相濾波電容，所述B相線圈繞組的另一端還連接所述A相線圈繞組的另一端；

所述C相諧振網絡包括順序連接在所述三相逆變器的C相輸出端和所述C相線圈繞組的一端之間的C相濾波電感、C相串聯補償電容，還包括連接在所述C相濾波電感與所述C相串聯補償電容的共同連接端和所述C相線圈繞組的另一端之間的C相濾波電容，所述C相線圈繞組的另一端還連接所述A相線圈繞組的另一端。

5.如權利要求4所述的基于三相圓柱形曲面線圈的全空間無線電能傳輸系統，其特征在于：所述副邊諧振網絡包括串聯在所述接收線圈的一端和所述整流濾波電路的第一輸入端之間的副邊補償電容，所述接收線圈的另一端連接所述整流濾波電路的第二輸入端。