[发明专利]无线电能传输的抗偏移耦合机构

说明书

本发明公开了一种无线电能传输的抗偏移耦合机构，包括发射端和接收端；发射端包括一个水平平面螺旋线圈和两个倾斜平面螺旋线圈，两个倾斜平面螺旋线圈分别位于水平平面螺旋线圈的两侧，倾斜平面螺旋线圈均与水平平面螺旋线圈相切，且两个倾斜平面螺旋线圈与水平平面螺旋线圈的相切点与水平平面螺旋线圈的中心起始点在一条直线上；接收端与发射端呈相对布置。通过设置合适的夹角θ，使得即使接收端、发射端有一定的偏移距离，相对于两端的平面螺旋线圈仍处于对准的情况，既可以按照需求产生具有高耦合系数的磁耦合线圈，又可以实现在发射端和接收端未对准情况下，依然可以具有较好的传输性能，具有灵活满足传输需求的优点。

技术领域

本发明涉及无线电能传输技术领域，具体涉及一种无线电能传输的抗偏移耦合机构。

背景技术

无线电能传输技术是目前比较新型的电能传输技术之一，它将电能转化为其他能量通过利用空间中的软介质传输一定距离并在将其再次转换为电能。其具有绿色，安全和非接触的特点。目前，无线电能传输技术被用于摆脱物质介质，它在许多领域具有广泛的应用，例如电动汽车充电，植入式设备充电，智能家居和无线传感器网络。

通常，能量从发射器线圈传输到接收器线圈，并且两个线圈需要正确对齐以使系统以最佳状态工作。但是，在实践中，无线电能传输系统由于其发射端和接收端分离，对象移动时很容易发生线圈的未对准，或者不能非常精确地放置它们。此外，线圈未对准会大大降低传输效率，并导致系统不稳定，这在实际中是不能容忍的。

发明内容

本发明的目的就是针对现有技术的缺陷，提供一种满足较大适用范围的无线电能传输的抗偏移耦合机构，从而实现多种需求场景的无线电能传输。

为实现上述目的，本发明所设计的无线电能传输的抗偏移耦合机构，包括发射端和接收端；所述发射端包括一个水平平面螺旋线圈和两个倾斜平面螺旋线圈，两个倾斜平面螺旋线圈分别位于水平平面螺旋线圈的两侧，倾斜平面螺旋线圈均与水平平面螺旋线圈相切，且两个倾斜平面螺旋线圈与水平平面螺旋线圈的相切点与水平平面螺旋线圈的中心起始点在一条直线上；所述接收端的结构与发射端的结构相同，且所述接收端与发射端呈相对布置。

进一步地，所述发射端和接收端的水平平面螺旋线圈的中心起始点到水平平面螺旋线圈的最外圈的距离均为r₁，且r₁＝γ×z，z为耦合机构的传输距离，γ为径距比，取值为0.1～0.3。

进一步地，每个所述倾斜平面螺旋线圈的中心起始点到倾斜平面螺旋线圈的最外圈的距离均为r₂，r₂＝r₁-x/2。

进一步地，当所述发射端相切点a与接收端相切点b的连线平分夹角θ时偏移距离x为最大偏移距离，且相切点a与相切点b为错开布置的相切点，夹角θ为连线A与连线B的夹角，连线A为相切点与倾斜平面螺旋线圈中心起始点的连线，连线B为该相切点与水平平面螺旋线圈中心起始点的连线；当做ac垂直于bc时，由于ac＝z、bc＝2r₁-x，所以求出θ。

进一步地，所述水平平面螺旋线圈和倾斜平面螺旋线圈均由利兹线绕制而成的，三个平面螺旋线圈串联连接，且每个平面螺旋线圈的绕向使得产生的磁场方向一致。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：本发明无线电能传输的抗偏移耦合机构，通过设置合适的夹角θ，使得即使接收端、发射端有一定的偏移距离，相对于两端的平面螺旋线圈仍处于对准的情况，既可以按照需求产生具有高耦合系数的磁耦合线圈，又可以实现在发射端和接收端未对准情况下，依然可以具有较好的传输性能，具有灵活满足传输需求的优点。

附图说明

图1为本发明无线电能传输的抗偏移耦合机构结构示意简图；

图2为本发明SS拓扑电路结构图；

图3为图1的几何图；