[实用新型]一种应用于高压在线监测设备的无线电能传输系统

说明书

本实用新型涉及无线电能传输技术，具体涉及一种应用于高压在线监测设备的无线电能传输系统，包括发射端和接收端；发射端包括直流功率源模块，分别与直流功率源模块连接的电流检测电路和高频逆变电路，依次与电流检测电路连接的调幅解调电路、上行信号RX‑2，依次与高频逆变电路连接的发射端双谐振体、2FSK调制电路和下行信号TX‑1；接收端包括接收端双谐振体，分别与接收端双谐振体连接的整流稳压电路和下行信号RX‑1，依次与整流稳压电路连接的设备电池、负载调制电路、上行信号TX‑2，依次与下行信号RX‑1连接的2FSK解调电路和电压比较电路。该系统供电稳定、功率较大、使用便捷、易于使用和维护。

技术领域

本实用新型属于无线电能传输技术领域，尤其涉及一种应用于高压在线监测设备的无线电能传输系统。

背景技术

高压设备的智能化是智能电网的重要组成部分，比如用于高压的电子式电流互感器、由光控真空开关模块串并联组成的组合式智能高压真空断路器、高压线路温度在线监测装置、视频摄像头、巡检机器人等监测设备等。这些智能化的设备应用于电网的高压侧，又引入了智能控制技术，其控制部分是一种新的高压电子设备，需要稳定的电源供电，虽然与电网紧密联系，却无法直接从高压侧取电。

而目前发展迅速的无线供电技术不需要用电缆将设备与供电系统连接，便可以直接对其进行快速充电。加之非接触快速充电能够布置在多种场所，又可以为各种类型的设备提供充电服务，使随时随地充电变为可能。

现有的无线传能技术至少包括以下五个方向：电磁感应式、电磁共振式、微波式、超声波式及激光式。其中，磁耦合谐振式无线电能传输技术的原理是与音叉的共振原理相同。排列在一个磁场中的有相同振动频率的线圈，由于其振动频率特性相同也可以实现能量从一个线圈向另一个线圈的电能传输。特点是传输距离较远、可实现一对多传能，但传输效率偏低，适用于中等功率的中等距离传输。

因此，采用磁耦合谐振式无线电能传输技术对高压监测设备进行充电，对电力系统和电力电子行业的发展具有重要的促进作用。在高压侧设备进行充电的过程中，我们常常需要为无线传能系统的发射端和接收端提供一种稳定可靠、不与能量传输相互干扰的无线通信方式，但目前基于能量信号调制实现的无线能量与信息同步传输技术普遍存在户外环境下抗干扰性能差，信息传输引起功率传输下降以及不能够进行全双工通信等问题，因此，我们需要对传统的同步传输方案进行改进，以保证能量和信息能够在同一时段下稳定、互不干扰地传输。此外，由于高压侧设备对传输功率的等级和稳定性都提出了较高要求，因此有必要提出一种耦合程度高、发射功率稳定的耦合线圈设计方案。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种保证能量和信息能够在同一时段下稳定、互不干扰地传输的无线电能传输系统。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：一种应用于高压在线监测设备的无线电能传输系统，包括发射端和接收端；发射端包括直流功率源模块，分别与直流功率源模块连接的电流检测电路和高频逆变电路，依次与电流检测电路连接的调幅解调电路、上行信号RX-2，依次与高频逆变电路连接的发射端双谐振体、2FSK调制电路和下行信号TX-1；接收端包括接收端双谐振体，分别与接收端双谐振体连接的整流稳压电路和下行信号RX-1，依次与整流稳压电路连接的设备电池、负载调制电路、上行信号TX-2，依次与下行信号RX-1连接的2FSK解调电路和电压比较电路；

直流功率源模块为高频逆变电路提供充电电压；高频逆变电路将直流功率源模块输入的功率逆变为高频交流；2FSK调制电路控制下行信号TX-1的频率，与接收端的2FSK解调电路配合，实现能量的下行传输；电流检测电路和调幅解调电路用于检测发射端电流变化，并与接收端的负载调制电路配合，实现信息的上行传输；发射端双谐振体用于在两个不同频率点下实现谐振，将高频逆变电路产生的高频交流，以电磁场的形式发射出去，与接收端双谐振体配合，将能量和信息分别以磁耦合的方式进行传递；