[发明专利]一种输出电压恒定的双拾取三相动态无线电能传输系统

说明书

本发明公开了一种输出电压恒定的双拾取三相动态无线电能传输系统，属于无线感应电能传输领域；其包括顺次连接的直流电源E、高频三相逆变器H、谐振单元、初级补偿电容、电磁耦合机构、次级补偿电容、整流滤波电路K和负载R，所述电磁耦合机构包括发送机构和接收机构，所述发送机构包括平板磁芯F1和设置在平板磁芯F1上的发射线圈，所述接收机构包括平板磁芯F2和设置在平板磁芯F2底端的双拾取接收线圈，所述双拾取接收线圈的长度为发射线圈长度的1.5倍；本发明通过优化接收线圈与发射线圈的长度比，采用双拾取接收线圈，使得系统的感应电压波动达到最小，系统输出电压恒定，大大提高系统的输出功率。

技术领域

本发明属于无线感应电能传输领域，尤其是一种输出电压恒定的双拾取三相动态无线电能传输系统。

背景技术

感应电能传输技术已应用于轨道交通列车、电动汽车等大功率设备供电中，与传统通过导线直接物理接触的电能传输技术相比，感应电能传输技术工作过程中不存在接触火花、漏电、受雨雪尘土影响等问题，有效提高了供电安全性和可靠性，该技术已经广泛运用于内置式医疗装置、消费电子产品、照明和电动汽车等领域。

感应电能传输系统的工作原理为：工频交流电经过整流器整流成直流电，直流电在高频逆变器作用下变换成高频的交流电，高频的交流电在初级线圈上激发高频磁场；与初级线圈并不直接接触的次级能量拾取线圈耦合高频磁场感应出同频交变电压，经过次级电路的电能变换装置变换成负载所需的电能形式供给负载，实现能量的非接触式传输。

现有技术中保证无线电能传输系统输出恒定有多种方式，其中最接近的现有技术为专利号：CN201711038905.8的一种输出电压恒定的三相动态无线电能传输系统，其通过相邻两发射线圈的重叠，使得所有发射线圈与接收线圈的互感和的波动达到最小，从而使系统的输出电压的波动达到最小，保证系统的输出电压恒定；该专利虽然能保证系统的输出电压恒定，但是其采用单拾取方式，原边线圈相互重叠，原边线圈之间的互感较大，无功交换多，输出功率小；因此需要一种能保证输出电压恒定的同时还能提高系统的输出功率的无线电能传输系统。

发明内容

本发明的目的在于：本发明提供了一种输出电压恒定的双拾取三相动态无线电能传输系统解决现有的无线感应电能传输系统在移动状态下输出电压波动大的问题。

本发明采用的技术方案如下：

一种输出电压恒定的双拾取三相动态无线电能传输系统，包括顺次连接的直流电源E、高频三相逆变器H、谐振单元、初级补偿电容、电磁耦合机构、次级补偿电容、整流滤波电路K和负载R，所述电磁耦合机构包括发送机构和接收机构，所述发送机构包括平板磁芯F1和设置在平板磁芯F1上的发射线圈，所述接收机构包括平板磁芯F2和设置在平板磁芯F2底端的双拾取接收线圈，所述双拾取接收线圈的长度为发射线圈长度的1.5倍。

优选地，所述双拾取接收线圈包括紧密设置的接收线圈S1和接收线圈S2，所述接收线圈S1和接收线圈S2同名端反向串联。

优选地，所述双拾取接收线圈与发射线圈宽度相等。

优选地，所述发射线圈包括发射线圈A1、发射线圈B1、发射线圈C1、发射线圈A2、发射线圈B2和发射线圈C2，相邻两发射线圈相互紧靠；发射线圈A1接入高频三相逆变器H的A相，发射线圈B1接入高频三相逆变器H的B相，发射线圈C1接入高频三相逆变器H的C相。

优选地，所述谐振单元包括谐振电感L_PA、谐振电感L_PB、谐振电感L_PC、谐振电容C_PA、谐振电容C_PB和谐振电容C_PC；初级补偿电容包括初级补偿电容C_TA、初级补偿电容C_TB和初级补偿电容C_TC，次级补偿电容包括次级补偿电容C_S1和次级补偿电容C_S2；