[发明专利]导轨式无线能量传输系统及其参数设计方法

说明书

本发明涉及无线电能传输技术领域，具体公开了一种导轨式无线能量传输系统及其参数设计方法，系统包括发射端和接收端，所述发射端沿接收端的移动方向分两条路径分别通过支撑架架设有电流流向相反的能量发射导轨：所述接收端包括E型磁芯和绕制在E型磁芯中间立柱上的能量接收线圈，所述发射端的能量发射导轨按照所述两条路径分别对应嵌设在所述E型磁芯的两个立柱间隙内，在所述E型磁芯外侧的两根立柱末端还相对设置有收口凸缘。其效果是：通过对E型磁芯结构进行改进，使其通过简单的调整收口磁芯的厚度即可适应不同应用场景下的互感需求，满足高效率的无线能量传输，结构简单，设计方便。

技术领域

本发明涉及无线电能传输技术领域，尤其涉及一种导轨式无线能量传输系统及其参数设计方法。

背景技术

随着无线能量传输技术的发展，其应用的领域也逐渐扩展，针对电梯轿厢内部用电设备的供电问题，人们提出了导轨式的无线供电方案。

但是现有的导轨式无线供电系统中，为了施工方便，发射端通常采用单导轨供电形式，要想实现高效率的无线能量传输，对接收端的能量拾取器的结构设计要求较高，而现有的E型、工型或T型无线能量拾取器，耦合系数较低，能量耗散比较严重，难以满足高效率无线能量传输系统需求。

发明内容

有鉴于此，本发明首先提供一种导轨式无线能量传输系统，通过对E型无线能量拾取器的磁芯结构进行设计，使其在摆动幅度范围内实现无线能量的高效率传输。

为了实现上述目的，本发明所采用的具体技术方案如下：

一种导轨式无线能量传输系统，包括发射端和接收端，其关键在于，所述发射端沿接收端的移动方向分两条路径分别通过支撑架架设有电流流向相反的能量发射导轨：所述接收端包括E型磁芯和绕制在E型磁芯中间立柱上的能量接收线圈，所述发射端的能量发射导轨按照所述两条路径分别对应嵌设在所述E型磁芯的两个立柱间隙内，在所述E型磁芯外侧的两根立柱末端还相对设置有收口凸缘。

可选地，所述收口凸缘与所述支撑架之间预留有空气间隙，且所述空气间隙的宽度大于所述接收端的摆动幅度。

可选地，所述收口凸缘与所述支撑架之间预留的空气间隙宽度其中a为收口凸缘内侧端壁与能量接收线圈之间的距离，b为支撑架的宽度。

可选地，所述能量接收线圈按照螺旋线圈方式绕制在E型磁芯中间立柱上。

可选地，所述能量发射导轨由一根导线绕制成n型，其平行段作为能量发射段嵌设在所述E型磁芯的两个立柱间隙内。

可选地，所述E型磁芯外侧两根立柱的长度大于中间立柱的长度。

可选地，所述E型磁芯外侧两根立柱下端的收口凸缘采用多层贴合的可拆卸式磁块构成。

基于上述导轨式无线能量传输系统，本发明还提出一种导轨式无线能量传输系统的参数设计方法，其关键在于，包括以下步骤：

S1：根据应用场景需求确定发射端中能量发射导轨的尺寸参数和接收端中E型磁芯的尺寸参数，包括能量发射导轨线缆直径、导轨间距；支撑架的尺寸和间距以及E型磁芯三根立柱的高度；

S2：根据发射端的摆动情况确定收口凸缘与支撑架之间预留的空气间隙宽度；

S3：根据支撑架的尺寸、间距以及收口凸缘与支撑架之间预留的空气间隙宽度确定E型磁芯中间立柱的宽度以及收口凸缘的宽度；

S4：根据发射端和接收端之间的空间关系，确定E型磁芯三根立柱的长度以及收口凸缘厚度的调整范围；

S5：在步骤S4所确定的调整范围内按照收口凸缘厚度和三根立柱长度两级联动轮询方式确定最佳参数。

可选地，步骤S5中先取三根立柱长度的最小值，按第一预定步长调整收口凸缘厚度，仿真验证系统互感值是否符合预定目标范围；