[发明专利]无线传输地铁供电系统及其充电方法

说明书

本发明涉及电磁谐振无线充电装置技术领域，尤其涉及一种无线传输地铁供电系统，包括电源、电源控制模块、高频发射模块、三抽头发射线圈、谐振线圈组、接收线圈、高频接收模块、电源管理模块、列车蓄电池；所述电源为本装置提供能量来源；所述三抽头发射线圈把高频电流转换为高频磁场发射出去；所述三抽头发射线圈采用平面螺旋式结构，使得匝与匝之间保持在一个平面上紧密结合；所述三抽头发射线圈沿着轨道分段铺设且垂直于轨道，三抽头发射线圈的下部埋于地下，列车从三抽头线圈内部穿过。同频率下能量经发射线圈、谐振线圈和接收线圈间高效传递，保证列车高效节能、稳定可靠的运行。由于列车穿梭于线圈内部，不存在线圈之间的工作间隙问题。

技术领域

本发明涉及电磁谐振无线充电装置技术领域，尤其涉及一种无线传输地铁供电系统及其充电方法。

背景技术

近年来提供了很多磁感应列车供电系统例如中国专利公开了基于双层双向螺旋线圈的无线电能传输系统及方法,专利号:201410243642,该专利公开的内容中发射线圈是一个双层双向绕制的螺旋线圈，如图6所示，该双层双向绕制的螺旋线圈是由绕制方向相反并相连的内层线圈和外层线圈组成的，所述内层线圈和外层线圈具有相同的,匝数和匝距，仅线圈半径不同，所有线圈均由铜线绕制，对齐在同轴方向。双向螺旋线圈缺点是体积大，其不足之处在于，该线圈对发射与接收线圈的位置有非常严格的要求，两线圈的中心一旦偏离，会使能量传输效率急剧下降。

再如中国专利公开了一种无线供电型高速列车系统,专利号:201510569730.8,该专利公开的内容中供电端接收线圈沿轨道悬空架设于列车之上，受电端线圈安装于列车顶部；发射线圈沿轨道铺设施工繁琐，原来的单根线供电改成线圈供电浪费了大量有色金属，在高压强电下线圈密集堆放形成涡流，涡流产生的高温变化对列车极易造成损害。该专利特别描述了：允许存在几厘米的工作间隙,由于轨道地面起伏较大，加上列车运行中的起伏晃动，使接收的线圈与发射的线圈之间的工作间隙处于动态变化中，有可能使线圈在运行中与列车顶部发生碰撞或者摩擦，存在不安全隐患。高速运行中供电端和受电端工作间隙的急速变化造成整个供电系统的不稳定，波动的电源会对列车的运行带来冲击。

另外,目前的高频发射模块采用全桥式隔离的电压变换器电路，如图7所示，由于全桥式隔离的电压变换器电路中两组开关管交替关断与导通，由于正负半波控制脉冲宽度难以做到绝对相同，同时开关器件特性难以完全一致，导致开关管极易烧毁，及工作频率难以提高。

发明内容

本发明的目的在于克服上述技术的不足，而提供一种无线传输地铁供电系统及其充电方法，实现列车高效节能、稳定、可靠的运行。

本发明为实现上述目的，采用以下技术方案：

一种无线传输地铁供电系统，其特征在于，包括电源、电源控制模块、高频发射模块、三抽头发射线圈、谐振线圈组、接收线圈、高频接收模块、电源管理模块、列车蓄电池；所述电源为本装置提供能量来源；

电源控制模块用于控制电源是否给高频发射模块供电，还具有调节电源电压稳定等作用；

所述高频发射模块选用功率振荡电路产生高频交变电流；

所述三抽头发射线圈把高频电流转换为高频磁场发射出去；所述三抽头发射线圈采用平面螺旋式结构，使得匝与匝之间保持在一个平面上紧密结合；所述三抽头发射线圈沿着轨道分段铺设且垂直于轨道，三抽头发射线圈的下部埋于地下，列车从三抽头线圈内部穿过；

所述谐振线圈组组成能量传输中继通道，谐振线圈组布置在所述三抽头发射线圈的两侧；

所述接收线圈把空间高频交变磁场接受转换为高频电流，所述接收线圈同样采用平面螺旋式结构，接收线圈固定在每节车厢连接处的车框内部；

所述三抽头发射线圈、谐振线圈和接收线圈具有相同的谐振频率特性；

所述高频接收模块把收集的高频电磁波转化为电能；