應用于移動運輸設備無線供電的重疊線圈多相接收裝置制造方法及圖紙

應用于移動運輸設備無線供電的重疊線圈多相接收裝置，屬于磁耦合諧振式無線電能傳輸技術領域。解決了現有的移動運輸設備的電力供給安全可靠性低、維護成本高、供電效率低的問題。每相接收線圈包括m個矩形線圈，n相接收線圈位于鐵氧體磁芯的下表面；m×n個線圈依次沿實際運動方向平鋪排列，后一個接收線圈的前端壓在前一個接收線圈的后端，且重疊區域等寬，相鄰兩個接收線圈的間距D為與雙極型供電軌道中的相鄰兩個磁極中心間距d的1/n；每個矩形線圈沿實際運動方向的長度L不超過雙極型供電軌道中的相鄰兩個磁極中心間距d；每相接收線圈中的相鄰兩個接收線圈按異名端依次串接。它適用于電動汽車的無線供電。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術屬于磁耦合諧振式無線電能傳輸

技術介紹
隨著低碳環保、綠色節能意識的增強，越來越多的移動運輸設備采用電能作為其動力來源，常見的供電方式有滑動接觸式、電纜拖鏈式和電池供電式三種。其中，滑動接觸方式安全可靠性低，維護成本高，電纜拖鏈式對移動距離有嚴格限制，使用環境非常有限。在對設備的靈活性要求較高的場合，通常是用電池供電的方式。而電池供電方式存在兩種缺點，一種是存在電池的體積、重量、價格、材料、安全、充電速度、壽命等多方面問題，還有電池的生產過程屬于高污染、耗費資源、破壞生態環境的過程，這些缺點給電動汽車的產業化帶來困難。另一種是地面上的充電基礎設施問題，一方面表現在由于充電時間長，需要大量的充電或換電設施，這些設施需要占用大量的地面面積，同時需要頻繁維護，另一方面表現在設備需要頻繁的停下充電，較低了設備的運行效率。而利用無線電能傳輸技術剛好能夠解決這些問題。移動運輸設備無線供電系統可以使設備在工作中可以實時供電或者為電池補充電能。該技術不僅可以大幅度甚至無限制的提高設備的續航時間，而且設備上需攜帶的動力電池的數量也可以大幅度降低，甚至可以完全不需要電池，地面上將不再有充電站、換電站。所有供電設施均在地面以下。設備不要再存在充電問題，電能問題均由地面下的供電網絡自動解決。而在實現對移動運輸設備無線供電中，無線電能傳輸結構對系統的性能及建設成本起到極其重要的作用，這些性能包括供電效率、最大傳輸能力、空氣間隔、側移能力、耐久度、電磁輻射強度、對環境影響程度等等多個方面。如何通過對供電軌道鐵氧體磁芯結構以及電能接收裝置的結構進行合理的設計，從而改善上述性能，是本領域亟需解決的問題。
技術實現思路
本專利技術是為了解決現有的移動運輸設備的電力供給安全可靠性低、維護成本高、供電效率低等問題。現提供一種應用于移動運輸設備無線供電的重疊線圈多相接收裝置，該重疊線圈多相接收裝置配合雙極型供電軌道實現無線電能傳輸。應用于移動運輸設備無線供電的重疊線圈多相接收裝置，該重疊線圈多相接收裝置配合雙極型供電軌道實現無線電能傳輸；它包括η相接收線圈和鐵氧體磁芯4，每相接收線圈包括m個矩形線圈，其中η為大于等于2的整數，m為大于等于1的整數；n相接收線圈均位于鐵氧體磁芯4的下表面；mXn個線圈依次沿實際運動方向平鋪排列，后一個接收線圈的前端壓在前一個接收線圈的后端，且重疊區域等寬，相鄰兩個接收線圈的間距D為與雙極型供電軌道中的相鄰兩個磁極中心間距d的l/η ;每個矩形線圈沿實際運動方向的長度L不超過雙極型供電軌道中的相鄰兩個磁極中心間距d ；從一側算起，第1個接收線圈、第n+1個接收線圈、第2n+l個接收線圈、......、及第(m-1) Xn+1個接收線圈組成第1相接收線圈1，第1相接收線圈1中的相鄰兩個接收線圈按異名端依次串接；第2個接收線圈、第n+2個接收線圈、第2n+2個接收線圈、……、及第(m_l) X n+2個接收線圈組成第2相接收線圈2 ;第2相接收線圈2中的相鄰兩個接收線圈按異名端依次串接；......；第η個接收線圈、第2n個接收線圈、......、及第mXη個接收線圈組成第η相接收線圈；第η相接收線圈中的相鄰兩個接收線圈按異名端依次串接。鐵氧體磁芯4為平板型鐵氧體磁芯，平板型鐵氧體磁芯完全覆蓋η相接收線圈的內邊緣圍成的區域。鐵氧體磁芯4為條狀鐵氧體磁芯，條狀鐵氧體磁芯沿平行于實際運動方向排列，最外側的兩個條狀鐵氧體磁芯之間的距離完全覆蓋η相接收線圈的內邊緣圍成的區域。接收線圈采用LITZ線或者多股絕緣漆包線繞制。應用于移動運輸設備無線供電的重疊線圈多相接收裝置，重疊線圈多相接收裝置與雙極型供電軌道配合使用，完成無線供電；雙極型供電軌道包括供電線纜、磁極和鐵氧體磁芯，磁極位于鐵氧體磁芯上，供電線纜纏繞在磁極上，且相鄰磁極上的磁場方向相反；發射線圈與原邊補償電容串聯，利用高頻逆變電源進行供電；它還包括副邊補償電容1、副邊補償電容2、……、副邊補償電容η和η個整流橋；η = η ；第1相接收線圈1與副邊補償電容1串聯，副邊補償電容1連接第1個整流橋；第2相接收線圈2與副邊補償電容2串聯，副邊補償電容2連接第2個整流橋；......;第η相接收線圈與副邊補償電容η串聯，副邊補償電容η連接第η個整流橋；η個整流橋并聯后作為應用于移動運輸設備無線供電的重疊線圈多相接收裝置的輸出端。本專利技術的有益效果為:本專利技術中的多相接收線圈利用線圈重疊的方式，是在傳統接收的基礎上發展而來的，既繼承了傳統接收裝置的優點，同時又克服傳統接收裝置沿軌道移動時存在功率接收不連續、平均接收功率低等特點。與現有技術相比，本專利技術有以下優點:1、接收裝置沿供電軌道移動時，不存在功率零點，能夠實現電能的連續傳輸；2、接收裝置沿軌道移動時傳輸功率波動范圍小，具有更大的平均傳輸功率；3、每相接收線圈分時工作，因而不用考慮每相接收線圈間的互感的影響，提高了系統的魯棒性和易實現性；4、接收裝置采用平面型結構，結構輕薄，占用空間??；5、接收線圈尺寸設計自由度大，通過優化，接收裝置與發射端能夠具有更高的耦合程度。本專利技術適用于電動汽車的無線供電。【附圖說明】圖1為二相二線圈接收裝置線圈結構示意圖；圖2為圖1的底視圖；圖3為平板型鐵氧體磁芯完全覆蓋線圈的二相二線圈接收裝置結構示意圖；圖4為圖3的底視圖；圖5為平板型鐵氧體磁芯完全覆蓋線圈的二相四線圈接收裝置結構示意圖；圖6為圖5的底視圖；圖7為三相三線圈接收裝置線圈結構示意圖；圖8為圖7的底視圖；圖9為平板磁芯完全覆蓋線圈的三相六線圈接收裝置結構示意圖；圖10為圖9的底視圖；圖11為平板型鐵氧體磁芯僅覆蓋線圈中間空余位置的二相四線圈接收裝置結構示意圖；圖12為條狀鐵氧體磁芯僅覆蓋線圈中間空余位置的二相四線圈接收裝置結構示意圖；圖13為平板型鐵氧體磁芯完全覆蓋線圈的二相四線圈接收裝置與一種雙極型供電軌道配合工作時的空間位置示意圖；圖14為圖13的側視圖；圖15為所專利技術接收裝置對應的系統整體結構示意圖；圖16為兩個接收線圈之間異名端串聯的結構不意圖；圖17為兩個接收線圈之間同名端串聯的結構示意圖。【具體實施方式】【具體實施方式】一、參照圖1至圖17具體說明本實施方式，本實施方式所述的應用于移動運輸設備無線供電的重疊線圈多相接收裝置，該重疊線圈多相接收裝置配合雙極型供電軌道實現無線電能傳輸；它包括η相接收線圈和鐵氧體磁芯4，每相接收線圈包括m個矩形線圈，其中η為大于等于2的整數，m為大于等于1的整數；n相接收線圈均位于鐵氧體磁芯4的下表面；mXn個線圈依次沿實際運動方向平鋪排列，后一個接收線圈的前端壓在前一個接收線圈的后端，且重疊區域等寬，相鄰兩個接收線圈的間距D為與雙極型供電軌道中的相鄰兩個磁極中心間距d的l/η ;每個矩形線圈沿實際運動方向的長度L不超過雙極型供電軌道中的相鄰兩個磁極中心間距d ；從一側算起，第1個接收線圈、第n+1個接收線圈、第2n+l個接收線圈、......、及第(m-1) Xn+1個接收線圈組成第1相接收線圈1，第1相接收線圈1中的相鄰兩個接收線圈按異名端依次串接；第2個接收線圈、第n+2個接收線圈、第2n+2個接收線圈、……、及第(m_l) X n+2個接收線圈組成第2相本文檔來自技高網...

【技術保護點】
應用于移動運輸設備無線供電的重疊線圈多相接收裝置，該重疊線圈多相接收裝置配合雙極型供電軌道實現無線電能傳輸；其特征在于，它包括n相接收線圈和鐵氧體磁芯(4)，每相接收線圈包括m個矩形線圈，其中n為大于等于2的整數，m為大于等于1的整數；n相接收線圈均位于鐵氧體磁芯(4)的下表面；m×n個線圈依次沿實際運動方向平鋪排列，后一個接收線圈的前端壓在前一個接收線圈的后端，且重疊區域等寬，相鄰兩個接收線圈的間距D為與雙極型供電軌道中的相鄰兩個磁極中心間距d的1/n；每個矩形線圈沿實際運動方向的長度L不超過雙極型供電軌道中的相鄰兩個磁極中心間距d；從一側算起，第1個接收線圈、第n+1個接收線圈、第2n+1個接收線圈、……、及第(m?1)×n+1個接收線圈組成第1相接收線圈(1)，第1相接收線圈(1)中的相鄰兩個接收線圈按異名端依次串接；第2個接收線圈、第n+2個接收線圈、第2n+2個接收線圈、……、及第(m?1)×n+2個接收線圈組成第2相接收線圈(2)；第2相接收線圈(2)中的相鄰兩個接收線圈按異名端依次串接；……；第n個接收線圈、第2n個接收線圈、……、及第m×n個接收線圈組成第n相接收線圈；第n相接收線圈中的相鄰兩個接收線圈按異名端依次串接。...

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：朱春波，魏國，姜金海，汪超，
申請(專利權)人：哈爾濱工業大學，
類型：發明
國別省市：黑龍江;23