一種磁路機構非接觸電能傳輸裝置的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種磁路機構非接觸電能傳輸裝置，涉及非接觸電能傳輸技術領域。該裝置的磁路機構原邊是由若干個相互獨立的磁能發(fā)射機構并聯(lián)而成，磁路機構副邊是由若干個相互獨立的磁能拾取機構串聯(lián)而成；磁能發(fā)射機構布置在機車運行軌道上，磁能拾取機構對應安裝在機車底部；磁能發(fā)射機構和磁能拾取機構結構相同，均由接收線圈和電能變換電路組成；接收線圈至少包括兩個繞制的導線圈，各個導線圈分別連接整流模塊，整流模塊輸出電能。優(yōu)點：電路拓撲結構簡單，系統(tǒng)功率傳輸能力大；拾取機構磁芯不易飽和，各個拾取機構之間互不干涉，原邊磁能利用率高，系統(tǒng)效率較高，適合為導軌式非接觸電能傳輸系統(tǒng)提供大功率高效能量傳輸。
【專利說明】
一種磁路機構非接觸電能傳輸裝置
技術領域
[0001]本發(fā)明涉及非接觸電能傳輸技術領域，具體是一種磁路機構非接觸電能傳輸裝置。
【背景技術】
[0002]非接觸電能傳輸技術的出現(xiàn)很好的解決了某些特定環(huán)境下電能安全、可靠、靈活的傳輸。經過近20年來國內外學者對這一領域的關注和研究，非接觸電能傳輸技術在理論研究方面取得了較大的突破，并在非接觸供電導軌電車、公交車快速非接觸供電、智能人體器官體外供電、家庭便攜式設備充電、水下機器人實時供電等領域進行了相關產品的開發(fā)。而在導軌式非接觸電能傳輸系統(tǒng)中，其導軌線圈通常是一根長直導線，拾取線圈是一組集中繞線，導軌線圈和拾取線圈是完全電氣絕緣的兩個獨立部分，由于導軌線圈只有一部分參與磁路耦合，從而極大地浪費了導軌線圈發(fā)射磁能利用率。為提高導軌式非接觸電能傳輸系統(tǒng)的功率傳輸能力和效率，目前采用的措施主要有幾下幾種:
[0003](I)提高系統(tǒng)輸入電壓，從而增大系統(tǒng)功率傳輸能力。這種方法一定程度上提高了系統(tǒng)的功率傳輸能力，但間接的增大了系統(tǒng)設計的成本，對器件的耐壓和耐流特性要求較高，不是提高系統(tǒng)功率傳輸能力的根本方法。
[0004](2)對磁路機構優(yōu)化設計，增加拾取線圈通過的磁通量。通過優(yōu)化設計磁芯機構，一定程度上可以有效提高磁能的利用率，但受制于磁路機構的松耦合特性，系統(tǒng)效率得不到大幅提升。

【發(fā)明內容】

[0005]為了克服上述現(xiàn)有技術的缺點，本發(fā)明提供一種磁路機構非接觸電能傳輸裝置，用于提高導軌式非接觸電能傳輸系統(tǒng)的功率傳輸能力，并提高導軌線圈發(fā)射磁能的利用率，從而有效的提高導軌式非接觸電能傳輸系統(tǒng)的效率。
[0006]本發(fā)明是以如下技術方案實現(xiàn)的:一種磁路機構非接觸電能傳輸裝置，包括磁路機構原邊和磁路機構副邊;所述的磁路機構原邊是由若干個相互獨立的磁能發(fā)射機構并聯(lián)而成，磁路機構副邊是由若干個相互獨立的磁能拾取機構串聯(lián)而成;磁能發(fā)射機構布置在機車運行軌道上，兩個相鄰的磁能發(fā)射機構之間有間隔;磁能拾取機構對應安裝在機車底部;所述的磁能發(fā)射機構和磁能拾取機構結構相同，均由接收線圈和電能變換電路組成;所述的接收線圈至少包括兩個繞制的導線圈，各個導線圈分別連接整流模塊，各個整流模塊的輸出端串聯(lián)或并聯(lián)或混聯(lián)輸出電能。
[0007]優(yōu)選的，所述的磁能發(fā)射機構為一導軌線圈，在每個導軌線圈的輸入端串聯(lián)一原邊諧振補償原件;所述的磁能拾取機構為拾取線圈，磁路機構副邊的輸出端串聯(lián)一副邊諧振補償原件。
[0008]優(yōu)選的，所述的原邊諧振補償原件為一電容。
[0009]優(yōu)選的，所述的副邊諧振補償原件為一電容。
[0010]本發(fā)明的有益效果是:電路拓撲結構簡單，由于采用多磁能發(fā)射機構并聯(lián)工作模式，可以有效的提高導軌式非接觸電能傳輸系統(tǒng)的功率傳輸能力;采用多磁能拾取機構串聯(lián)工作模式，拾取機構磁芯不易飽和，各個拾取機構之間互不干涉，通過將各個拾取線圈拾取到的磁能串聯(lián)置加，可以有效的提尚原邊導軌式磁能發(fā)射機構磁能的利用率;從而有效的提高整體系統(tǒng)的效率。
【附圖說明】
[0011 ]下面結合附圖及實施例對本發(fā)明作進一步說明。
[0012]圖1是現(xiàn)有技術非接觸電能傳輸系統(tǒng)等效電路示意圖；
[0013]圖2是本發(fā)明結構示意圖
[0014]圖中:1、高頻交流電源;2、原邊諧振補償原件，3、磁路機構原邊;4、磁路機構副邊，
5、副邊諧振補償原件，6、負載。
具體實施方案
[0015]如圖1所示，非接觸電能傳輸系統(tǒng)由磁路機構原邊和磁路機構副邊組成;磁路機構原邊與磁路機構副邊之間通過磁場親合，實現(xiàn)了能量從磁路機構原邊經磁路機構副邊向負載的非接觸傳輸。
[0016]如圖2所示，一種磁路機構非接觸電能傳輸裝置有一磁路機構原邊3和磁路機構副邊4。所述的磁路機構原邊3是由若干個相互獨立的磁能發(fā)射機構并聯(lián)而成，磁路機構副邊4是由若干個相互獨立的磁能拾取機構串聯(lián)而成;相鄰磁能發(fā)射機構間隔分布在機車運行軌道上，磁能拾取機構全部安裝在機車底部，分別與其對應的磁能發(fā)射機構耦合。磁能發(fā)射機構和磁能拾取機構結構相同，均由接收線圈和電能變換電路組成;所述的接收線圈至少包括兩個繞制的導線圈，各個導線圈分別連接整流模塊，各個整流模塊的輸出端串聯(lián)或并聯(lián)或混聯(lián)輸出電能。
[0017]以導軌式非接觸電能傳輸系統(tǒng)為例來說明本發(fā)明:
[0018]在導軌式非接觸電能傳輸系統(tǒng)中，高頻交流電源輸出端并聯(lián)有多個磁能發(fā)射機構，磁能發(fā)射機構為導軌線圈，在每個線圈的輸入端串聯(lián)一原邊諧振補償原件2;磁能拾取機構為拾取線圈，磁路機構副邊的輸出端串聯(lián)一副邊諧振補償原件5。所述的原邊諧振補償原件為一電容，該電容的容量是根據(jù)各個磁能發(fā)射機的線圈電感單獨設計的。所述的副邊諧振補償原件為一電容，該電容的容量是根據(jù)所有拾取機構的總電感設計的。各個導軌線圈相互之間以一定的間隔分布在機車運行軌道上，所有的磁能拾取機構對應安裝在機車底部，分別與其對應的磁能發(fā)射機構耦合。各個磁能拾取機構繞線方向相同，跟隨移動電氣設備一起移動，磁能拾取機構分布位置分別與機車軌道上的導軌線圈相對應，相互之間互不干涉，通過磁場感應，分別從各自對應的導軌線圈中獲取磁能，各個拾取線圈串聯(lián)在一起，從而將獲取到的磁能疊加，經過副邊補償原件后向負載供電。
[0019]工作過程:高頻交流電源I經過磁路機構原邊3及原邊諧振補償原件2后，產生高頻磁場，通過耦合作用，磁路機構副邊4獲得能量，經過副邊諧振補償原件5后向負載6提供電會K。
[0020]由于采用多導軌并聯(lián)方式，從而有效的提高了導軌式非接觸電能傳輸系統(tǒng)的功率傳輸能力，而采用分布式拾取機構模式，可以有效的提高原邊導軌發(fā)射磁能的利用率，從而有效的提高系統(tǒng)的效率。通過理論分析和實際試驗驗證，通過優(yōu)化原邊并聯(lián)導軌條數(shù)和副邊拾取機構的個數(shù)，可以有效實現(xiàn)導軌式非接觸電能傳輸系統(tǒng)傳輸功率、效率、成本、可靠性等各項指標全局優(yōu)化。
【主權項】
1.一種磁路機構非接觸電能傳輸裝置，包括磁路機構原邊和磁路機構副邊;其特征在于:所述的磁路機構原邊是由若干個相互獨立的磁能發(fā)射機構并聯(lián)而成，磁路機構副邊是由若干個相互獨立的磁能拾取機構串聯(lián)而成;磁能發(fā)射機構布置在機車運行軌道上，兩個相鄰的磁能發(fā)射機構之間有間隔;磁能拾取機構對應安裝在機車底部;所述的磁能發(fā)射機構和磁能拾取機構結構相同，均由接收線圈和電能變換電路組成;所述的接收線圈至少包括兩個繞制的導線圈，各個導線圈分別連接整流模塊，各個整流模塊的輸出端串聯(lián)或并聯(lián)或混聯(lián)輸出電能。2.根據(jù)權利要求1所述的一種磁路機構非接觸電能傳輸裝置，其特征在于:所述的磁能發(fā)射機構為一導軌線圈，在每個導軌線圈的輸入端串聯(lián)一原邊諧振補償原件;所述的磁能拾取機構為拾取線圈，磁路機構副邊的輸出端串聯(lián)一副邊諧振補償原件。3.根據(jù)權利要求2所述的一種磁路機構非接觸電能傳輸裝置，其特征在于:所述的原邊諧振補償原件為一電容。4.根據(jù)權利要求2所述的一種磁路機構非接觸電能傳輸裝置，其特征在于:所述的副邊諧振補償原件為一電容。
【文檔編號】H02J50/12GK106059109SQ201610603170
【公開日】2016年10月26日
【申請日】2016年7月27日 公開號201610603170.8, CN 106059109 A, CN 106059109A, CN 201610603170, CN-A-106059109, CN106059109 A, CN106059109A, CN201610603170, CN201610603170.8
【發(fā)明人】陳躍, 楊子建, 張建化, 胡志強, 張宏艷
【申請人】徐州工程學院