[发明专利]一种无线电能传输设备发送端动态调谐装置

说明书

本发明公开一种无线电能传输设备发送端动态调谐装置，包括交流电源，所述交流电源后连接有共模扼流圈，所述共模扼流圈后连接有整流桥，所述整流桥后连接有逆变器，所述逆变器后并联连接有电压传感器和串联连接有电流传感器，电压传感器和电流传感器的输出端与相位检测装置相连，所述相位检测装置与控制单元连接，所述电流传感器后连接有串联谐振电路，所述串联谐振电路后连接有双向晶闸管，所述双向晶闸管后连接有补偿电容，所述补偿电容后连接有发射线圈，所述双向晶闸管同时与控制单元连接。

技术领域

本发明属于无线电传输技术领域，尤其涉及一种无线电能传输设备发送端动态调谐装置。

背景技术

无线电能传输技术的研究最早开始于20世纪70年代初，近几年迅速成为各大研究机构竞相追逐的热点，引起了众多国内外学者和工业界的密切关注。最初该为技术主要用于人体内植式医疗电子装置，如为人工心脏起搏器提供无接触电能供应，随后相继有科学家将无线电能传输技术用于电动车辆非接触供电，轨道交通无线供电系统等中取得了一定的突破，而且正逐渐向大功率应用方向发展。感应耦合无线电能传输方式是众多无线电能传输方式中向大功率方向发展最有前景的之一，其传输装置由发送端和接收端两部分组成。第一部分是感应耦合无线电能传输装置的发送端，其组成原理是：电网的工频电经过整流器整流成直流电，再经过高频逆变器将直流逆变成高频的交流电，高频的交流电流在发送线圈中流动产生高频交变磁场。第二部分是感应耦合无线电能传输装置的接收端，其组成原理是：接收端的接收线圈感应到发送线圈产生的高频交变的磁场，在接收线圈中感生出高频的交流电，接收线圈中的高频交流电经过整流器整流成直流电并传递给负载，从而实现电能的无线传输。感应耦合无线电能传输装置的核心问题就是接收线圈和发送线圈之间的能量传输。为了保证能量传输的功率和效率，要求发送端和接收端固有谐振频率一致。然而接收线圈和发送线圈之间存在较大的气隙，使得发送线圈和接收线圈的漏感很大，加之，负载、温湿度等因素均会导致线路的阻抗发生变化；从而使发送线圈的无功功率增加，接收线圈的电压降低，减小了电能的传输功率与传输效率。为了提高电能的传输功率与传输效率，一般由调谐装置通过投切电容来对发送线圈或接收线圈的漏感等进行调谐，即电容与发送线圈或接收线圈组成LC谐振振荡电路，提高发送线圈和接收线圈的有功功率；然而，现有发送端调谐装置大多是基于阻抗测量而改变投切电容数量进行动态补偿，实现对无线传能系统发送端线圈漏感的调谐，但由于无线电能传输系统运行工况和外界环境的变化等因素，发送端和接收端的线圈的感抗和电路阻抗会发生变化，这个变化量难以实时测量，使得无线电能传输系统参数发生变化，进而导致发送端与接收端的谐振频率发生变化时，调谐装置不能实时、精确调谐，系统没有处于谐振的状态，影响系统电能有效传输，降低系统的供电能力；还有在发送端并联附加相控电感电路，应用动态调谐方式实时调节发送端的等效固有谐振频率来保证工作谐振频率的稳定性，但它也存在局限性，只能在确定了负载的变化范围后才能设计出使系统频率保持稳定的调谐电路。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供一种无线电能传输设备发送端动态调谐装置。

本发明是通过以下技术方案实现的。

一种无线电能传输设备发送端动态调谐装置，包括交流电源，所述交流电源后连接有共模扼流圈，所述共模扼流圈后连接有整流桥，所述整流桥后连接有逆变器，所述逆变器后并联连接有电压传感器和串联连接有电流传感器，电压传感器和电流传感器的输出端与相位检测装置相连，所述相位检测装置与控制单元连接，所述电流传感器后连接有串联谐振电路，所述串联谐振电路后连接有双向晶闸管，所述双向晶闸管后连接有补偿电容，所述补偿电容后连接有发射线圈，所述双向晶闸管同时与控制单元连接。

具体地，所述整流桥为全桥。

具体地，所述控制单元为带有控制程序的DSP控制器。

具体地，上述串联谐振电路包括有电阻、电容、电感。

有益效果：本发明通过在整流桥前加上共模扼流圈，从而可以极大地减小了电磁干扰。