[發(fā)明專利]基于離散分布式繞組的耦合場優(yōu)化無線供電系統(tǒng)

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011125627.1
• 申請日: 2020-10-20
• 公開（公告）號: CN114389372A
• 公開（公告）日: 2022-04-22
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王軍華;蔡昌松;洪云姍;趙建松
• 申請（專利權(quán)）人: 武漢大學(xué)
• 主分類號: H02J50/10
• 分類號: H02J50/10;G06F30/20;G06F30/17;H02J50/80;H02J7/00
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專利代理有限公司 42102
• 代理人: 許美紅

1.一種基于離散分布式繞組的耦合場優(yōu)化無線供電系統(tǒng)，其特征在于，包括功率發(fā)射單元和和功率接收單元，其中功率發(fā)射單元包括至少兩個串聯(lián)的離散分布式電磁發(fā)射線圈，功率接收單元包括垂直式電磁接收線圈，該垂直式電磁接收線圈所在的平面與兩個離散分布式電磁發(fā)射線圈的軸線垂直，且該垂直式電磁接收線圈位于兩個離散分布式電磁發(fā)射線圈的側(cè)邊，拾取兩個離散分布式電磁發(fā)射線圈的側(cè)邊的磁通。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于離散分布式繞組的耦合場優(yōu)化無線供電系統(tǒng)，其特征在于，所述功率發(fā)射單元還包括：

電源模塊，用于提供輸入電壓；

信息解調(diào)模塊，與所述功率接收單元進(jìn)行無線電信息交互，并將信息傳遞給距離傳感器與模式選擇電路；

距離傳感器與模式選擇電路，用于獲取離散分布式電磁發(fā)射線圈的位置信息、從接線端傳來的電池信息，做出最佳充電決策并控制功率控制模塊；

功率控制模塊，控制功率震蕩模塊的系列參數(shù)；

功率震蕩模塊，將電源模塊輸入的功率震蕩為高頻震蕩電磁場；

發(fā)射加密芯片，用于對通信信息進(jìn)行加密；

發(fā)射端通信線圈，向功率接收單元發(fā)射加密后的通信信息。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于離散分布式繞組的耦合場優(yōu)化無線供電系統(tǒng)，其特征在于，所述功率發(fā)射單元外部設(shè)有防電磁輻射罩殼。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于離散分布式繞組的耦合場優(yōu)化無線供電系統(tǒng)，其特征在于，所述功率接收單元還包括：

接收加密芯片，用于接收功率發(fā)射單元發(fā)來的通信信息；

信息調(diào)制模塊，用于調(diào)制所接收通信信息；

電池信息檢測模塊，用于檢測待充電設(shè)備電池的電池電壓信息；

整流降壓模塊，用于對垂直式電磁接收線圈感應(yīng)產(chǎn)生的電流進(jìn)行整流，并根據(jù)電池電壓信息將電壓降至所需電壓；

帶溫度補償?shù)姆€(wěn)模塊，用于選用適宜穩(wěn)壓值的齊納二極管，使整流后的電壓值穩(wěn)定在預(yù)設(shè)范圍內(nèi)，并向待充電設(shè)備電池供電。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于離散分布式繞組的耦合場優(yōu)化無線供電系統(tǒng)，其特征在于，兩個離散分布式電磁發(fā)射線圈的兩個線圈組以一定的角度擺放，調(diào)節(jié)主磁通分布。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于離散分布式繞組的耦合場優(yōu)化無線供電系統(tǒng)，其特征在于，離散分布式電磁發(fā)射線圈和垂直式電磁接收線圈的內(nèi)部均設(shè)置具有高磁導(dǎo)率的材料層。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于離散分布式繞組的耦合場優(yōu)化無線供電系統(tǒng)，其特征在于，根據(jù)環(huán)境條件決定初始值，并基于仿真和耦合需求，計算離散分布式電磁發(fā)射線圈的發(fā)射繞組的形態(tài)參數(shù)，并根據(jù)參數(shù)掃瞄仿真結(jié)果，確定垂直式電磁接收線圈的基本形態(tài)參數(shù)。

8.一種基于離散分布式繞組的耦合場優(yōu)化方法，其特征在于，該方法基于權(quán)利要求1-7中任一項所述的基于離散分布式繞組的耦合場優(yōu)化無線供電系統(tǒng)，包括以下步驟：

根據(jù)應(yīng)用環(huán)境確定離散分布式電磁發(fā)射線圈的部分參數(shù)的限制條件，確定線圈的尺寸與相對位置；

基于仿真和耦合需求，得出離散分布式電磁發(fā)射線圈的其他參數(shù)；

根據(jù)參數(shù)掃瞄仿真結(jié)果，確定垂直式電磁接收線圈的尺寸；

根據(jù)電感和品質(zhì)因素變化規(guī)律及應(yīng)用可行性，確定離散分布式電磁發(fā)射線圈和垂直式電磁接收線圈匝數(shù)；

根據(jù)應(yīng)用可行性及參數(shù)掃瞄仿真結(jié)果，確定接收端環(huán)狀層參數(shù)和發(fā)射端層參數(shù)，最終確定等效層參數(shù)。

9.一種高壓桿塔，其特征在于，該高壓桿塔上設(shè)置如權(quán)利要求1-7中任一項所述的基于離散分布式繞組的耦合場優(yōu)化無線供電系統(tǒng)，其中兩個離散分布式電磁發(fā)射線圈懸掛于輸電線路跳線部分；垂直式電磁接收線圈懸掛于高壓桿塔低壓側(cè)。