[发明专利]基于轨道无线供电系统的磁耦合机构

说明书

本发明公开一种基于轨道无线供电系统的磁耦合机构，包括磁芯、接收线圈和交流轨道线，本方案对磁芯及其相关附件进行改进设计，通过对磁芯的形状及支架的形状进行创造性的改进设计，磁芯采用双G型结构设计，两条交流轨道线分别对应的穿过上下两个凹槽的中心，且两条交流轨道线内电流方向相反；本方案中的磁芯结构相对于现有技术而言具有更好的聚磁效果，使得环绕交流轨道线缆的磁场线能够尽可能的汇聚于磁芯内，降低了磁芯的漏磁问题，提高了供电装置的能量输出效率；且该磁芯采用一体化结构设计，便于安装和维护，具有较高的实用和推广价值。

技术领域

本发明涉及无线充电装置技术领域，具体涉及一种基于轨道无线供电系统的磁耦合机构。

背景技术

无线供电技术是一种安全方便的新技术，通过非电气接触的方式为静止或移动中的用电设备实时地提供能量供给。该技术是一种以感应耦合原理为基础的无线电能传输模式，主要以磁场做为电能传输的媒介，基于变压器疏松感应耦合的构造，通过电力电子技术提高磁场频率、降低气隙损耗，实现无线电能的传输。这种无线输电技术的特点是传输功率大，能达千瓦级别，在极近距离内效率很高。

轨道无线供电技术的耦合机构包括发射线圈，接收线圈及磁芯。利用磁芯的导磁效果，使接收线圈中产生高频交变磁场，从而感应出电流。其中磁芯结构多为E型磁芯或U型磁芯。传统E型或U型磁芯，由于其一侧磁芯未闭合，不能形成导磁回路，会导致磁芯在开口处有较大的漏磁，这会导致耦合机构的传输效率降低，进而导致系统输出功率及效率降低。

发明内容

本发明为解决现有轨道供电能量耦合机构传输效率较低的问题，提出一种基于轨道无线供电装置的磁耦合机构，以减少漏磁，提高能量传输效率。

本发明是采用以下的技术方案实现的：一种基于轨道无线供电系统的磁耦合机构，所述轨道无线供电系统用以为可移动设备供电，可移动设备沿轨道移动，所述磁耦合机构包括拾取器和交流轨道线，所述拾取器固定在可移动设备上，所述拾取器包括磁芯和接收线圈，接收线圈缠绕在磁芯上，交流轨道线穿过所述磁芯设置；

所述磁芯包括由上磁板、左磁板、下磁板和右磁板顺次连接围成的一体式框架，框架内的中间位置设置有一平行于上磁板和下磁板的中部磁板，中部磁板上下两侧形成两个凹槽，所述接收线圈缠绕在所述中部磁板上；所述左磁板的中间位置设置有一与中部磁板相对的开口，中部磁板上靠近开口的一端设置有垂直于中部磁板的阻挡磁板，且开口的长度L1小于阻挡磁板的长度L2，所述交流轨道线包括两条，分别对应的穿过上下两个凹槽的中心，且两条交流轨道线内电流方向相反。

进一步的，所述交流轨道线通过支架支撑以保持水平，支架设置在轨道上，所述支架上设置有两个用以支撑交流轨道线的支架臂，所述支架臂伸入磁芯的凹槽内，且在所述支架上设置有缺口，左磁板上除去开口的剩余部分嵌设在所述缺口中。

进一步的，所述交流轨道线的外侧设置有硬质绝缘套管，硬质绝缘套管固定在支架臂上。

进一步的，所述支架采用刚性材质制作，以保证结构强度，防止变形。

进一步的，所述支架采用PC材质制作。

与现有技术相比，本发明的优点和积极效果在于：

本发明针对无线供电系统拾取器磁芯结构进行了研究，设计了双G型磁芯结构，并与支架结构设计相配合，磁芯结构设计的特殊性相比传统E型磁芯，其传输效率至少提高30％以上，有效提高耦合机构的电能传输能力，提高系统输出功率；另外，磁芯为一体化结构，在减少漏磁现象，提高能量传输效率的同时，简化了安装维护的复杂度，使设备应用更加灵活，实用价值更高。

附图说明

图1为本发明实施例所述磁耦合机构的结构示意图；

图2为本发明实施例所述拾取器的结构示意图；

图3为本发明实施例传统E型磁芯的磁场线分布示意图；