专利名称:一种分布式磁路机构非接触电能传输系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种分布式磁路机构非接触电能传输系统，本实用新型公开的分布式磁路机构非接触电能传输系统包括高频交流输入电源，原边分布式磁能发射及谐振补偿结构，副边分布式磁能拾取及谐振补偿机构和负载。该系统的原边由若干个相互独立的磁能发射机构并联而成，副边是由若干个相互独立的磁能拾取机构串联而成，磁能拾取机构分布在相应发射机构的不同位置上，分别从相应磁能发射机构中获取能量供负载使用。相比传统的非接触电能传输系统，系统功率传输能力大，拾取机构磁芯不易饱和，各个拾取机构之间互不干涉，原边磁能利用率高，系统效率较高，适合为导轨式非接触电能传输系统提供大功率高效能量传输。
【专利说明】一种分布式磁路机构非接触电能传输系统
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及到非接触电能传输【技术领域】，具体地说，是一种分布式磁路机构非接触电能传输系统。
【背景技术】
[0002]非接触电能传输技术的出现很好的解决了某些特定环境下电能安全、可靠、灵活的传输。经过近20年来国内外学者对这一领域的关注和研宄，非接触电能传输技术在理论研宄方面取得了较大的突破，并在非接触供电导轨电车、公交车快速非接触供电、智能人体器官体外供电、家庭便携式设备充电、水下机器人实时供电等领域进行了相关产品的开发。而在导轨式非接触电能传输系统中，其导轨线圈通常是一根长直导线，拾取线圈是一组集中绕线，导轨线圈和拾取线圈是完全电气绝缘的两个独立部分，由于导轨线圈只有一部分参与磁路耦合，从而极大地浪费了导轨线圈发射磁能利用率。为提高导轨式非接触电能传输系统的功率传输能力和效率，目前采用的措施主要有几下几种:
[0003](I)提高系统输入电压，从而增大系统功率传输能力。这种方法一定程度上提高了系统的功率传输能力，但间接的增大了系统设计的成本，对器件的耐压和耐流特性要求较高，不是提高系统功率传输能力的根本方法。
[0004](2)对磁路机构优化设计，增加拾取线圈通过的磁通量。通过优化设计磁芯机构，一定程度上可以有效提高磁能的利用率，但受制于磁路机构的松耦合特性，系统效率得不到大幅提升。
【发明内容】
[0005](一)要解决的技术问题
[0006]本实用新型的目的是提出一种分布式磁路机构非接触电能传输系统，用于提高导轨式非接触电能传输系统的功率传输能力，并提高导轨线圈发射磁能的利用率，从而有效的提高导轨式非接触电能传输系统的效率。
[0007](二)技术方案
[0008]为达到上述目的，本实用新型采用如下方案:
[0009]一种分布式磁路机构非接触电能传输系统，包括高频交流输入电压、原边分布式磁能发射及谐振补偿机构、副边分布式磁能拾取及谐振补偿机构和负载。非接触电能传输系统的原边由若干个相互独立的磁能发射机构并联而成，副边是由若干个相互独立的磁能拾取机构串联而成，磁能拾取机构分布在相应发射机构的不同位置上，各个拾取机构分别从相应磁能发射机构中获取能量供负载使用。
[0010]所述高频交流输入电压、原边分布式磁能发射及谐振补偿机构、副边分布式磁能拾取及谐振补偿机构和负载构成一个新型的非接触电能传输系统，磁能发射机构与磁能拾取机构之间通过磁场耦合，实现了能量从原边到副边负载的非接触传输。
[0011]本实用新型一种新型分布式磁路机构非接触电能传输系统，其所述非接触电能传输系统磁路机构原边是由若干个相互独立的磁能发射机构并联而成，磁路机构副边是由若干个相互独立的磁能拾取机构串联而成。
[0012]其中，各个磁能拾取机构分布在相应磁能发射机构的不同位置上，分别与其对应磁能发射机构耦合。
[0013]其中，所有磁能拾取机构全部安装在用电设备内部。
[0014]其中，各个磁能拾取机构线圈绕线方向相同。
[0015]其中，磁能发射机构的谐振补偿环节，是根据各个能量发射机构的线圈电感单独设计的。
[0016]其中，磁能拾取机构的谐振补偿环节，是根据所有拾取机构的总电感设计的。
[0017](三)有益效果
[0018]本实用新型与已有技术相比，由于采用多磁能机构并联工作模式，可以有效的提高导轨式非接触电能传输系统的功率传输能力；而采用多拾取机构串联工作模式，通过将各个拾取线圈拾取到的磁能串联叠加，可以有效的提高原边导轨式磁能发射机构磁能的利用率，从而有效的提高整体系统的效率。
【附图说明】
[0019]图1是现有技术非接触电能传输系统等效电路示意图
[0020]图2是本实用新型非接触电能传输系统示意图
[0021]图中，1、非接触电能传输系统高频交流电压源；2、磁能发射机构补偿电路；3、原边分布式磁能发射机构；4、原副边互感親合磁场；5、副边分布式磁能拾取机构；6、磁能拾取机构补偿电路；7、负载。
【具体实施方式】
[0022]以下实施例用于说明本实用新型，但不用来限制本实用新型的范围。
[0023]如图2所示，本实用新型实施时，高频交流电压源I经过原边分布式磁能发射机构3及其谐振补偿机构2后，产生高频磁场4，通过耦合作用，副边分布式磁能拾取机构5获得能量，经过磁能拾取机构补偿电路6之后，向负载7提供电能。其中，高频交流电压源输出端并联有多个磁能发射机构，在导轨式非接触电能传输系统中，其磁能发射机构即为导轨线圈，各个导轨线圈相互之间以一定的间隔分布在机车运行轨道上，机车底部安装有若干个磁能拾取机构，各个磁能拾取机构绕线方向相同，跟随移动电气设备一起移动，拾取机构分布位置分别与机车轨道上的导轨线圈向对应，相互之间互不干涉，通过磁场感应，分别从各自对应的导轨线圈中获取磁能，各个拾取线圈串联在一起，从而将获取到的磁能叠加，经过副边补偿电路之后，向负载供电。由于采用多导轨并联方式，从而有效的提高了导轨式非接触电能传输系统的功率传输能力，而采用分布式拾取机构模式，可以有效的提高原边导轨发射磁能的利用率，从而有效的提高系统的效率。通过理论分析和实际试验验证，通过优化原边并联导轨条数和副边拾取机构的个数，可以有效实现导轨式非接触电能传输系统传输功率、效率、成本、可靠性等各项指标全局优化。
【权利要求】
1.一种分布式磁路机构非接触电能传输系统，其特征在于:非接触电能传输系统磁路机构原边是由若干个相互独立的磁能发射机构并联而成，磁路机构副边是由若干个相互独立的磁能拾取机构串联而成。2.根据权利要求1所述的一种分布式磁路机构非接触电能传输系统，其特征在于:各个磁能拾取机构分布在相应磁能发射机构的不同位置上，分别与其对应磁能发射机构耦入口 ο3.根据权利要求1所述的一种分布式磁路机构非接触电能传输系统，其特征在于:所有磁能拾取机构全部安装在用电设备内部。4.根据权利要求1所述的一种分布式磁路机构非接触电能传输系统，其特征在于:各个磁能拾取机构线圈绕线方向相同。
【文档编号】H02J17-00GK204304626SQ201420722414
【发明者】年长春, 林克章, 罗乂康, 王亚楠, 夏晨阳 [申请人]中国矿业大学