[發明專利]環形偶極組合式發射機構、耦合機構及全方向WPT系統

有效

• 申請號: 202110578248.6
• 申請日: 2021-05-26
• 公開（公告）號: CN113300486B
• 公開（公告）日: 2023-06-02
• 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: H02J50/12
• 分類號: H02J50/12;H02J50/40;H02M3/335;H01F27/28;H01F27/30
• 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.環形偶極組合式發射機構，其特征在于：由同一平面的第一發射線圈、第二發射線圈及第三發射線圈組成；

所述第一發射線圈和所述第二發射線圈構成交叉偶極線圈；

所述第三發射線圈為包圍所述交叉偶極線圈且為環形結構的單極型線圈；

所述第一發射線圈和所述第二發射線圈繞制在十字架磁芯上，其中所述第一發射線圈由繞制在該十字架磁芯x軸方向上的兩側線圈串聯組成，所述第二發射線圈由繞制在該十字架磁芯y軸方向上的兩側線圈串聯組成；

所述第一發射線圈的激勵電流i₁、所述第二發射線圈的激勵電流i₂及所述第三發射線圈的激勵電流i₃隨時間t滿足：

其中，I_m為i₁、i₂、i₃的最大幅值，ω₀＝2πf₀，ω₁＝2πf₁，f₀為交流激勵源的工作頻率，f₁為電流調制頻率。

2.耦合機構，其特征在于：包括權利要求1所述的環形偶極組合式發射機構，還包括與該環形偶極組合式發射機構相對的接收線圈，所述接收線圈為平面型結構。

3.全方向WPT系統，其特征在于：包括應用權利要求2所述耦合機構的發射端和接收端；所述發射端包括直流電源、所述第一發射線圈、所述第二發射線圈和所述第三發射線圈，還包括順序連接在所述直流電源與所述第一發射線圈之間的第一逆變器和第一原邊諧振補償網絡，順序連接在所述直流電源與所述第二發射線圈之間的第二逆變器和第二原邊諧振補償網絡，以及順序連接在所述直流電源與所述第三發射線圈之間的第三逆變器和第三原邊諧振補償網絡；所述接收端包括順序連接的所述接收線圈、副邊諧振補償網絡、整流濾波電路及負載。

4.根據權利要求3所述的全方向WPT系統，其特征在于：所述第一逆變器的移相角和所述第二逆變器的移相角為三角波形，并且它們的相位差為90°；所述第三逆變器的移相角保持在180°不變；當移相角為180°時對應的電流幅值為I_m，當移相角為0°時對應的電流幅值為零。

5.根據權利要求4所述的全方向WPT系統，其特征在于：所述第一原邊諧振補償網絡、所述第二原邊諧振補償網絡和所述第三原邊諧振補償網絡均采用LCC型諧振網絡；所述副邊諧振補償網絡采用與所述接收線圈串聯的副邊串聯補償電容。

6.根據權利要求5所述的全方向WPT系統，其特征在于：L_f1＝L_f2＝L_f3＝L_f，C_f1＝C_f2＝C_f3＝C_f，L_f1、L_f2、L_f3分別表示所述第一原邊諧振補償網絡、所述第二原邊諧振補償網絡和所述第三原邊諧振補償網絡中的諧振電感，C_f1、C_f2、C_f3分別表示所述第一原邊諧振補償網絡、所述第二原邊諧振補償網絡和所述第三原邊諧振補償網絡中與各自的發射線圈并聯的原邊并聯諧振電容。

7.根據權利要求6所述的全方向WPT系統，其特征在于：

其中，U_dc表示所述直流電源的輸出電壓。