[發(fā)明專利]一種自動過分相系統(tǒng)、無線電能發(fā)射及接收裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110578457.0
• 申請日: 2021-05-26
• 公開（公告）號: CN113103928B
• 公開（公告）日: 2022-12-09
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張志學(xué);劉華東;王躍;胡景瑜;樂文濤
• 申請（專利權(quán)）人: 中車株洲電力機(jī)車研究所有限公司
• 主分類號: B60M3/00
• 分類號: B60M3/00;B60L53/12
• 代理公司: 北京集佳知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11227
• 代理人: 侯珊

本發(fā)明公開了一種基于無線電能傳輸?shù)淖詣舆^分相系統(tǒng)，包括設(shè)于列車在電分相區(qū)段行駛的地面上的無線電能發(fā)射裝置和設(shè)于列車上的無線電能接收裝置。無線電能發(fā)射裝置用于發(fā)射無線電能；無線電能接收裝置用于在接收到無線電能后，將無線電能轉(zhuǎn)換為直流電供至車載變流器的中間直流回路上，以為列車提供其在電分相區(qū)段行駛所需的電能。可見，本申請在列車通過電分相區(qū)段時，利用無線電能發(fā)射及接收裝置為列車提供新的能量傳輸通道，實(shí)現(xiàn)列車在電分相區(qū)段的不間斷供電，從而使得列車的牽引力保持穩(wěn)定，提升了列車平穩(wěn)性和旅客舒適度。本發(fā)明還公開了一種無線電能發(fā)射裝置及無線電能接收裝置，與上述過分相系統(tǒng)具有相同的有益效果。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及無線電能傳輸領(lǐng)域，特別是涉及一種自動過分相系統(tǒng)、無線電能發(fā)射及接收裝置。

背景技術(shù)

目前，電氣化鐵路大部分采用交流供電系統(tǒng)。請參照圖1，圖1為現(xiàn)有技術(shù)提供的一種交流供電系統(tǒng)的原理示意圖。圖1中，電力系統(tǒng)提供110kV/220kV/330kV的高壓電源，其容量一般較大，可以承受較大的短路電流和諧波電流。牽引變壓器完成三相高壓交流到次邊兩相低壓交流的轉(zhuǎn)化，牽引變壓器的次邊利用饋線將25kV電壓連接到接觸網(wǎng)中，再經(jīng)接觸網(wǎng)導(dǎo)線、受電弓接入列車，為列車供電，并經(jīng)列車行駛的鋼軌和回流線構(gòu)成一個完整的回路。

在交流供電系統(tǒng)中，同一牽引變壓器下兩相鄰供電臂的電壓幅值和相位各不相同，如圖1中供電臂α1與供電臂β1、供電臂α2與供電臂β2。而且，由于牽引變壓器參數(shù)的分散性、接觸網(wǎng)長度的不一致性、列車取流的不一致性等因素，相鄰牽引變壓器下兩相鄰供電臂的電壓幅值和相位也不相同，如圖1中供電臂β1與供電臂α2。此情況下必須在同一牽引變壓器下兩相鄰供電臂之間、相鄰牽引變壓器下兩相鄰供電臂之間設(shè)置電分相(即采用絕緣物分割接觸網(wǎng)各相)，否則會造成相間短路。但是，電分相區(qū)段并沒有電存在，列車在經(jīng)過電分相區(qū)段時會存在列車牽引力不穩(wěn)定的問題，從而降低了列車平穩(wěn)性和旅客舒適度。

因此，如何提供一種解決上述技術(shù)問題的方案是本領(lǐng)域的技術(shù)人員目前需要解決的問題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種自動過分相系統(tǒng)、無線電能發(fā)射及接收裝置，在列車通過電分相區(qū)段時，利用無線電能發(fā)射及接收裝置為列車提供新的能量傳輸通道，實(shí)現(xiàn)列車在電分相區(qū)段的不間斷供電，從而使得列車的牽引力保持穩(wěn)定，提升了列車平穩(wěn)性和旅客舒適度。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種基于無線電能傳輸?shù)淖詣舆^分相系統(tǒng)，包括：

設(shè)于列車在電分相區(qū)段行駛的地面上的無線電能發(fā)射裝置，用于發(fā)射無線電能；

設(shè)于所述列車上的無線電能接收裝置，用于在接收到所述無線電能后，將所述無線電能轉(zhuǎn)換為直流電供至車載變流器的中間直流回路上，以為所述列車提供其在電分相區(qū)段行駛所需的電能。

優(yōu)選地，所述無線電能發(fā)射裝置包括：

地面線圈；

分別與交流電源系統(tǒng)和所述地面線圈連接的第一電源轉(zhuǎn)換電路，用于將所述交流電源系統(tǒng)輸出的交流電轉(zhuǎn)換為第一直流電，并經(jīng)所述地面線圈將所述第一直流電轉(zhuǎn)換為高頻磁場發(fā)射出去。

優(yōu)選地，所述無線電能接收裝置包括：

用于將接收的高頻磁場轉(zhuǎn)換為第二直流電的車載線圈；

分別與所述車載線圈和所述車載變流器的中間直流回路連接的第二電源轉(zhuǎn)換電路，用于將所述第二直流電轉(zhuǎn)換為供所述中間直流回路使用的直流電。

優(yōu)選地，所述第一電源轉(zhuǎn)換電路包括：

與所述交流電源系統(tǒng)連接的AC/DC電路，用于將所述交流電源系統(tǒng)輸出的交流電轉(zhuǎn)換為直流電輸出；