專利名稱:一種分布式磁路機構非接觸電能傳輸系統的制作方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種分布式磁路機構非接觸電能傳輸系統，本實用新型公開的分布式磁路機構非接觸電能傳輸系統包括高頻交流輸入電源，原邊分布式磁能發射及諧振補償結構，副邊分布式磁能拾取及諧振補償機構和負載。該系統的原邊由若干個相互獨立的磁能發射機構并聯而成，副邊是由若干個相互獨立的磁能拾取機構串聯而成，磁能拾取機構分布在相應發射機構的不同位置上，分別從相應磁能發射機構中獲取能量供負載使用。相比傳統的非接觸電能傳輸系統，系統功率傳輸能力大，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，系統效率較高，適合為導軌式非接觸電能傳輸系統提供大功率高效能量傳輸。
【專利說明】一種分布式磁路機構非接觸電能傳輸系統

【技術領域】
[0001]本實用新型涉及到非接觸電能傳輸【技術領域】，具體地說，是一種分布式磁路機構非接觸電能傳輸系統。

【背景技術】
[0002]非接觸電能傳輸技術的出現很好的解決了某些特定環境下電能安全、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宄，非接觸電能傳輸技術在理論研宄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。而在導軌式非接觸電能傳輸系統中，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射磁能利用率。為提高導軌式非接觸電能傳輸系統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)提高系統輸入電壓，從而增大系統功率傳輸能力。這種方法一定程度上提高了系統的功率傳輸能力，但間接的增大了系統設計的成本，對器件的耐壓和耐流特性要求較高，不是提高系統功率傳輸能力的根本方法。
[0004](2)對磁路機構優化設計，增加拾取線圈通過的磁通量。通過優化設計磁芯機構，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，系統效率得不到大幅提升。


【發明內容】

[0005](一)要解決的技術問題
[0006]本實用新型的目的是提出一種分布式磁路機構非接觸電能傳輸系統，用于提高導軌式非接觸電能傳輸系統的功率傳輸能力，并提高導軌線圈發射磁能的利用率，從而有效的提高導軌式非接觸電能傳輸系統的效率。
[0007](二)技術方案
[0008]為達到上述目的，本實用新型采用如下方案:
[0009]一種分布式磁路機構非接觸電能傳輸系統，包括高頻交流輸入電壓、原邊分布式磁能發射及諧振補償機構、副邊分布式磁能拾取及諧振補償機構和負載。非接觸電能傳輸系統的原邊由若干個相互獨立的磁能發射機構并聯而成，副邊是由若干個相互獨立的磁能拾取機構串聯而成，磁能拾取機構分布在相應發射機構的不同位置上，各個拾取機構分別從相應磁能發射機構中獲取能量供負載使用。
[0010]所述高頻交流輸入電壓、原邊分布式磁能發射及諧振補償機構、副邊分布式磁能拾取及諧振補償機構和負載構成一個新型的非接觸電能傳輸系統，磁能發射機構與磁能拾取機構之間通過磁場耦合，實現了能量從原邊到副邊負載的非接觸傳輸。
[0011]本實用新型一種新型分布式磁路機構非接觸電能傳輸系統，其所述非接觸電能傳輸系統磁路機構原邊是由若干個相互獨立的磁能發射機構并聯而成，磁路機構副邊是由若干個相互獨立的磁能拾取機構串聯而成。
[0012]其中，各個磁能拾取機構分布在相應磁能發射機構的不同位置上，分別與其對應磁能發射機構耦合。
[0013]其中，所有磁能拾取機構全部安裝在用電設備內部。
[0014]其中，各個磁能拾取機構線圈繞線方向相同。
[0015]其中，磁能發射機構的諧振補償環節，是根據各個能量發射機構的線圈電感單獨設計的。
[0016]其中，磁能拾取機構的諧振補償環節，是根據所有拾取機構的總電感設計的。
[0017](三)有益效果
[0018]本實用新型與已有技術相比，由于采用多磁能機構并聯工作模式，可以有效的提高導軌式非接觸電能傳輸系統的功率傳輸能力；而采用多拾取機構串聯工作模式，通過將各個拾取線圈拾取到的磁能串聯疊加，可以有效的提高原邊導軌式磁能發射機構磁能的利用率，從而有效的提高整體系統的效率。

【附圖說明】

[0019]圖1是現有技術非接觸電能傳輸系統等效電路示意圖
[0020]圖2是本實用新型非接觸電能傳輸系統示意圖
[0021]圖中，1、非接觸電能傳輸系統高頻交流電壓源；2、磁能發射機構補償電路；3、原邊分布式磁能發射機構；4、原副邊互感親合磁場；5、副邊分布式磁能拾取機構；6、磁能拾取機構補償電路；7、負載。

【具體實施方式】
[0022]以下實施例用于說明本實用新型，但不用來限制本實用新型的范圍。
[0023]如圖2所示，本實用新型實施時，高頻交流電壓源I經過原邊分布式磁能發射機構3及其諧振補償機構2后，產生高頻磁場4，通過耦合作用，副邊分布式磁能拾取機構5獲得能量，經過磁能拾取機構補償電路6之后，向負載7提供電能。其中，高頻交流電壓源輸出端并聯有多個磁能發射機構，在導軌式非接觸電能傳輸系統中，其磁能發射機構即為導軌線圈，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，機車底部安裝有若干個磁能拾取機構，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，拾取機構分布位置分別與機車軌道上的導軌線圈向對應，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，各個拾取線圈串聯在一起，從而將獲取到的磁能疊加，經過副邊補償電路之后，向負載供電。由于采用多導軌并聯方式，從而有效的提高了導軌式非接觸電能傳輸系統的功率傳輸能力，而采用分布式拾取機構模式，可以有效的提高原邊導軌發射磁能的利用率，從而有效的提高系統的效率。通過理論分析和實際試驗驗證，通過優化原邊并聯導軌條數和副邊拾取機構的個數，可以有效實現導軌式非接觸電能傳輸系統傳輸功率、效率、成本、可靠性等各項指標全局優化。
【權利要求】
1.一種分布式磁路機構非接觸電能傳輸系統，其特征在于:非接觸電能傳輸系統磁路機構原邊是由若干個相互獨立的磁能發射機構并聯而成，磁路機構副邊是由若干個相互獨立的磁能拾取機構串聯而成。2.根據權利要求1所述的一種分布式磁路機構非接觸電能傳輸系統，其特征在于:各個磁能拾取機構分布在相應磁能發射機構的不同位置上，分別與其對應磁能發射機構耦入口 ο3.根據權利要求1所述的一種分布式磁路機構非接觸電能傳輸系統，其特征在于:所有磁能拾取機構全部安裝在用電設備內部。4.根據權利要求1所述的一種分布式磁路機構非接觸電能傳輸系統，其特征在于:各個磁能拾取機構線圈繞線方向相同。
【文檔編號】H02J17-00GK204304626SQ201420722414
【發明者】年長春, 林克章, 羅乂康, 王亞楠, 夏晨陽 [申請人]中國礦業大學