雙導體單相感應功率傳輸軌道制造技術

一種IPT軌道布置，包括：電源和電連接到所述電源的導體，所述導體包括位置基本相互鄰近的多個回路，其中，所述回路的相鄰部分的極性是相同的，并且其中，所述電源包括分擔軌道負載的一個或更多個逆變器。

【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】【專利摘要】一種IPT軌道布置，包括：電源和電連接到所述電源的導體，所述導體包括位置基本相互鄰近的多個回路，其中，所述回路的相鄰部分的極性是相同的，并且其中，所述電源包括分擔軌道負載的一個或更多個逆變器。【專利說明】雙導體單相感應功率傳輸軌道
本專利技術涉及感應功率傳輸(IPT)系統。具體地，本專利技術涉及改進的軌道和與軌道一起使用的拾取器。
技術介紹
IPT使用變化的磁場來無物理接觸地將氣隙兩端的功率耦合到負載。氣隙存在于初級導體(諸如導電材料的細長回路(在此文檔中通常稱作軌道))和一個或更多個拾取裝置之間，所述拾取裝置具有從與軌道關聯的磁場接收功率的次級線圈。系統性能不受潮濕或骯臟回路境的影響，并且在這種條件下由于組件是完全隔離的，所以不存在安全風險。與傳統的插頭或電刷和棒材接觸型方法(諸如在電車軌道和電車上使用的那些方法)不同，IPT是可靠的且免維修的。IPT目前用于各種工業應用中，諸如材料處理和IC制造中。系統容量從lW-200kW變化，并且可以用于電動和充電機器人、自動導引車輛(MN)、電子裝置、娛樂大眾運輸工具、公共汽車和電動汽車(EV)。IPT系統可以劃分成兩種不同類型:分布式系統，由一個或更多個可放置于軌道上的任何位置的移動負載組成；集中式系統，它只允許在定義位置傳輸功率。分布式系統特別適于道路供電EV (RPEV)應用，而實際的大規模RPEV系統至今還是不可行的。這是由于無導引EV需要大的水平公差(~700_)和離地凈高(150-200_)。在此文檔中提出的軌道拓撲結構通過用最小的系統成本增加達到增大的水平公差，提供對以前設計的顯著改進。本領域技術人員會認識到此文檔主要指的是本專利技術在AGV背景下的應用，但本專利技術可應用于許多其它的IPT系統應用。例如，如果鐵磁材料(諸如鐵氧體)與本文中公開的軌道布置關聯，則本專利技術適合于EV和RPEV的IPT系統。EV有助于減小對化石燃料的依賴、降低溫室氣體的排放和污染物的排放。因此，自二十世紀90年代以來EV的研究一直在上升，然而，市場滲透率一直很低，原因是EV不如傳統車輛一樣成本有效。目前的EV市場由混合車輛主導，混合車輛從內燃發動機得到能量，然而，插電式EV (PHEV)最近已經被引入，能夠從電網獲得能量，減輕汽油消耗。為了使EV得到廣泛使用，需要在電池壽命和成本以及電網連接上有大的改進。后者允許在每次行駛之后找時機充電，而不是在每天結束之后進行長時間充電。結果，通過最小化放電深度電池損耗被顯著地降低，由于需要較小的電池，所以EV具有更低的成本。使EV比汽油車輛更加成本有效的優選方案是通過負載給EV供電和充電。應當指出，用于這種動態充電系統的基礎設施可以相對小，原因是在州際公路上的旅程占道路英里數的1%，但承載所有車輛行駛英里數的22%。在其行駛英里數的50%連接到動態充電系統的EV會與傳統的車輛一樣成本有效，不會產生額外的汽油成本。IPT系統包括三個主要組件，在圖1中顯示了單相系統的主要組件，其基于在道路中使用的例子。電源在感應初級導電路徑或軌道中產生驅動電流(I1)的正弦電流(通常在10-40kHz頻率范圍內)。盡管在圖1中未顯示，所述軌道包括(但不限于)LCL網絡的一部分，軌道電感L1包括網絡的最后“L”。并聯補償電容器C1允許軌道電流I1諧振，增大了軌道附近的磁場強度。對于給定負載，這最小化了電源的VA額定值。軌道和拾取器(PU)充當松散耦合的變壓器，能夠在相對大的氣隙上實現功率傳遞。IPT PU電感L2被調諧以與C2諧振。這補償了相對大的PU泄露電感。C2兩端的電壓被整流，開關模式控制器能夠使諧振回路在定義的品質因數Q下操作，以提高功率傳遞，并提供可用的DC輸出。IPT系統的功率輸出(Prat)被PU的開路電壓(V。。)和短路電流(Is。)及品質因數Q量化，如(I)所示:【權利要求】1.一種IPT軌道布置，包括:電源和電連接到所述電源的導體裝置，所述導體裝置包括位置基本相互鄰近的多個回路，其中，所述回路的相鄰部分的極性是相同的，并且其中，所述電源包括一個或更多個逆變器。2.根據權利要求1所述的IPT軌道布置，其中，所述電源包括多個逆變器，所述逆變器設置成分擔所述軌道布置上的負載。3.根據權利要求2所述的IPT軌道布置，其中，所述逆變器并聯地電連接在一起。4.根據前述權利要求中任一所述的IPT軌道布置，其中，所述導體裝置包括單導體，并且其中，在形成回路時，所述導體在多個點與自身交疊。5.根據前述權利要求中任一所述的IPT軌道布置，其中，相鄰回路之間的距離基本小于所述回路的寬度。6.根據前述權利要求中任一所述的IPT軌道布置，其中，所述多個回路包括至少兩個回路。7.根據權利要求1-5中任一所述的IPT軌道布置，其中，所述多個回路包括至少三個回路。8.一種IPT系統，所述IPT系統包括IPT軌道布置，所述IPT軌道布置具有電源和電連接到所述電源的導體裝置，所述導體裝置包括位置基本相互鄰近的多個回路和IPT拾取器，其中，所述回路的相鄰部分的極性是相同的。9.根據權利要求8所述的IPT系統，其中，所述IPT拾取器包括多個線圈。10.根據權利要求8所述的IPT系統，其中，所述IPT拾取器適于接收由所述IPT軌道布置產生的空間正交的磁通分量。11.根據權利要求9所述的IPT系統，其中，一個線圈適于接收由所述IPT軌道布置產生的磁通的第一分量，另一線圈適于接收由所述IPT軌道布置產生的磁通的第二分量，所述的分量處于空間正交。12.根據權利要求11所述的IPT系統，其中，兩個線圈適于接收所述第一分量，一個線圈適于接收所述第二分量。13.根據權利要求9所述的IPT系統，其中，所述線圈是互相去耦合的。14.根據權利要求8-13中任一所述的IPT系統，其中，所述電源包括多個逆變器，所述逆變器設置成分擔所述軌道布置上的負載。15.根據權利要求8-14中任一所述的IPT系統，其中，所述導體裝置包括單導體，并且其中，在形成回路時，所述導體在多個點與自身交疊。16.—種基本如本文中描述的IPT系統軌道布置。【文檔編號】H01F38/14GK103782356SQ201280038877 【公開日】2014年5月7日 申請日期:2012年7月19日 優先權日:2011年7月19日【專利技術者】格蘭特·安東尼·科維奇, 斯蒂芬·拉伯 申請人:奧克蘭聯合服務有限公司本文檔來自技高網...

【技術保護點】

【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】...

【專利技術屬性】
技術研發人員：格蘭特·安東尼·科維奇，斯蒂芬·拉伯，
申請(專利權)人：奧克蘭聯合服務有限公司，
類型：
國別省市：