專利名稱：一種懸浮取電裝置和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電磁感應(yīng)的應(yīng)用領(lǐng)域，特別是涉及一種懸浮取電裝置和方法。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)的利用電流互感器作為取能設(shè)備進(jìn)行懸浮取電時(shí)，電流互感器存在一個(gè)最大輸出功率，它與電流互感器一次側(cè)電流的平方成正比。因此，隨著一次側(cè)電流的增加，電流互感器的輸出功率由零迅速增加，大功率輸出勢(shì)必造成更高的電壓和更高的熱耗，使負(fù)載元件發(fā)熱嚴(yán)重，可能危及負(fù)載設(shè)備的安全；而當(dāng)互感器輸出的功率或者電壓超過(guò)負(fù)載的承受能力時(shí)，勢(shì)必?fù)p壞負(fù)載設(shè)備。因此，傳統(tǒng)的利用電流互感器作為取能設(shè)備進(jìn)行懸浮取電，只能在電流互感器一次側(cè)較小的電流范圍內(nèi)進(jìn)行供電；當(dāng)電流互感器一次側(cè)電流突變時(shí)，不能正常取電或者容易損壞取能裝置。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提出一種懸浮取電裝置和方法，能夠在線路一次側(cè)電流變化較范圍值較寬的情況下，滿足終端的取能需求并提高懸浮取電時(shí)的可靠性。采用的方案一種懸浮取電裝置，包括電流互感器、控制器、二極管整流穩(wěn)壓電路、第一控制開(kāi)關(guān)、多個(gè)不同阻值的電阻以及第二控制開(kāi)關(guān)；其中，所述控制器連接電流互感器的一次側(cè)、所述二極管整流穩(wěn)壓電路的輸出端、所述第一控制開(kāi)關(guān)以及所述第二控制開(kāi)關(guān)；所述電流互感器包括第一輸出端和多個(gè)第二輸出端；所述電流互感器的第一輸出端連接二極管整流穩(wěn)壓電路的第一輸入端；所述第一輸入端通過(guò)所述第一控制開(kāi)關(guān)連接多個(gè)電阻的一端，各個(gè)所述電阻的阻值不同；各個(gè)所述電阻的另一端連接所述二極管整流穩(wěn)壓電路的第二輸入端；所述第二控制開(kāi)關(guān)的一端連接各個(gè)所述第二輸出端，所述第二控制開(kāi)關(guān)的另一端連接所述二極管整流穩(wěn)壓電路的第二輸入端。以及，一種懸浮取電方法，包括步驟檢測(cè)電流互感器的一次側(cè)電流和二極管整流穩(wěn)壓電路的輸出電壓；當(dāng)所述二極管整流穩(wěn)壓電路的輸出電壓高于預(yù)定的電壓值時(shí)，逐漸增加連接在二極管整流穩(wěn)壓電路2個(gè)輸入端之間的電阻阻值，直到所述二極管整流穩(wěn)壓電路的輸出電壓低于或者等于所述預(yù)定的電壓值；當(dāng)所述電流互感器的一次側(cè)電流大于預(yù)設(shè)的第一電流時(shí)，逐漸增加電流互感器二次側(cè)的線圈匝數(shù)，直至所述電流互感器的一次側(cè)電流小于或者等于所述預(yù)設(shè)的第一電流。本發(fā)明中，當(dāng)電流互感器二次側(cè)提供給負(fù)載的電壓高于預(yù)設(shè)的電壓時(shí)，增加與負(fù)載等效電阻并聯(lián)的電阻，進(jìn)行電流分流，降低給負(fù)載的電流；當(dāng)電流互感器二次側(cè)提供給負(fù)載的電壓高于預(yù)設(shè)的電壓時(shí)，增加電流互感器二次側(cè)的線圈匝數(shù)，降低二次側(cè)的感應(yīng)電壓，從而降低提供給負(fù)載的功率，在電流互感器一次側(cè)的電流突然變大的情況下，也可以保證電流互感器的取能要求；可以解決隨著一次側(cè)電流的增加，電流互感器的輸出功率由零迅速增加而造成的高熱耗、器件容易損壞的問(wèn)題；因此，本發(fā)明能夠在線路一次側(cè)電流變化較范圍值較寬的情況下，滿足終端的取能需求并提高懸浮取電時(shí)的可靠性。


圖1為本發(fā)明裝置的一個(gè)結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本發(fā)明方法的一個(gè)實(shí)施例流程圖；
圖3為本發(fā)明方法的另一個(gè)實(shí)施例流程圖。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明提出一種懸浮取電裝置，其中一個(gè)結(jié)構(gòu)示意圖請(qǐng)參考圖1，包括電流互感器、控制器、二極管整流穩(wěn)壓電路、第一控制開(kāi)關(guān)K1、多個(gè)不同阻值的電阻(R1、R2……Rn)以及第二控制開(kāi)關(guān)K2 ；其中，控制器連接電流互感器的一次側(cè)、二極管整流穩(wěn)壓電路的輸出端、第一控制開(kāi)關(guān)Kl以及第二控制開(kāi)關(guān)K2 ；電流互感器包括第一輸出端和多個(gè)第二輸出端(N1、N2……Nn)；電流互感器的第一輸出端連接二極管整流穩(wěn)壓電路的第一輸入端；第一輸入端通過(guò)第一控制開(kāi)關(guān)Kl連接多個(gè)電阻的一端，各個(gè)電阻的阻值不同；各個(gè)電阻的另一端連接二極管整流穩(wěn)壓電路的第二輸入端；第二控制開(kāi)關(guān)K2的一端連接各個(gè)第二輸出端，第二控制開(kāi)關(guān)K2的另一端連接二極管整流穩(wěn)壓電路的第二輸入端。其工作原理是使用電流互感器進(jìn)行感應(yīng)取能時(shí)，監(jiān)控電流互感器一次側(cè)的電流大小以及輸出給負(fù)載的電壓(即是監(jiān)控二極管整流穩(wěn)壓電路的輸出端電壓)，然后將監(jiān)控結(jié)果送給控制器；控制器將監(jiān)控所得的電壓與預(yù)設(shè)的電壓進(jìn)行比較，當(dāng)監(jiān)控得到的電壓高于預(yù)設(shè)的電壓值時(shí)，控制第一控制開(kāi)關(guān)接通其中一個(gè)阻值最小的電阻；接通電阻后，重新檢測(cè)輸出給負(fù)載的電壓，若仍然高于預(yù)設(shè)的電壓，則控制第一控制開(kāi)關(guān)接通另一個(gè)阻值較大的電阻，直至輸出給負(fù)載的電壓低于或者等于預(yù)設(shè)的電壓值；控制器將監(jiān)控所得的電流與預(yù)設(shè)的電流進(jìn)行比較，若大于預(yù)設(shè)的電流值，則控制第二控制開(kāi)關(guān)接通電流互感器的二次側(cè)的第二輸出端，使得二次側(cè)的線圈數(shù)增大。還可以在監(jiān)控器中設(shè)置將監(jiān)控得到的電壓與預(yù)設(shè)的電壓進(jìn)行比較的次數(shù)，以及設(shè)置監(jiān)控得到的電流與預(yù)設(shè)的電流進(jìn)行比較的次數(shù)。本發(fā)明中，當(dāng)電流互感器二次側(cè)提供給負(fù)載的電壓高于預(yù)設(shè)的電壓時(shí)，增加與負(fù)載等效電阻并聯(lián)的電阻，進(jìn)行電流分流，降低給負(fù)載的電流；當(dāng)電流互感器二次側(cè)提供給負(fù)載的電壓高于預(yù)設(shè)的電壓時(shí)，增加電流互感器二次側(cè)的線圈匝數(shù)，降低二次側(cè)的感應(yīng)電壓，從而降低提供給負(fù)載的功率，在電流互感器一次側(cè)的電流突然變大的情況下，也可以保證電流互感器的取能要求；可以解決隨著一次側(cè)電流的增加，電流互感器的輸出功率由零迅速增加而造成的高熱耗、器件容易損壞的問(wèn)題；因此，本發(fā)明能夠在線路一次側(cè)電流變化較范圍值較寬的情況下，滿足終端的取能需求并提高懸浮取電時(shí)的可靠性。在圖1實(shí)施例中，第一控制開(kāi)關(guān)為單刀多擲開(kāi)關(guān)或者雙刀多擲開(kāi)關(guān)；第二控制開(kāi)關(guān)為單刀多擲開(kāi)關(guān)或者雙刀多擲開(kāi)關(guān)。第一控制開(kāi)關(guān)、第二控制開(kāi)關(guān)還可以為其他可控開(kāi)關(guān)。在設(shè)置第一控制開(kāi)關(guān)所控制的電阻時(shí)，可按照電阻阻值的大小順序排列。以便第一控制開(kāi)關(guān)的控制。本發(fā)明還提出一種懸浮取電方法，請(qǐng)參考圖2，包括步驟S1、檢測(cè)電流互感器的一次側(cè)電流和二極管整流穩(wěn)壓電路的輸出電壓；S2、當(dāng)二極管整流穩(wěn)壓電路的輸出電壓高于預(yù)定的電壓值時(shí)，逐漸增加連接在二極管整流穩(wěn)壓電路2個(gè)輸入端之間的電阻阻值，直到二極管整流穩(wěn)壓電路的輸出電壓低于或者等于預(yù)定的電壓值；具體的，可以按照預(yù)定的阻值逐漸增加連接在二極管整流穩(wěn)壓電路2個(gè)輸入端之間的電阻阻值。S3、當(dāng)電流互感器的一次側(cè)電流大于預(yù)設(shè)的第一電流時(shí)，逐漸增加電流互感器二次側(cè)的線圈匝數(shù)，直至電流互感器的一次側(cè)電流小于或者等于預(yù)設(shè)的第一電流。具體的，可以按照預(yù)定的匝數(shù)逐漸增加電流互感器二次側(cè)的線圈匝數(shù)。當(dāng)滿足二極管整流穩(wěn)壓電路的輸出電壓低于或者等于預(yù)定的電壓值，以及滿足電流互感器的一次側(cè)電流小于或者等于預(yù)設(shè)的第一電流時(shí)，本發(fā)明的懸浮取電方法可以保證負(fù)載的器件的安全，使得本發(fā)明可以在電流互感器一次側(cè)電流變化較大的情況下，保證懸浮取電的安全性，滿足取電要求。具體的，本發(fā)明方法的其中一個(gè)實(shí)施例流程圖，請(qǐng)參考圖3，包括步驟S301、設(shè)置電阻調(diào)整次數(shù)p=5以及線圈調(diào)整次數(shù)q=6 ；電阻調(diào)整次數(shù)以及線圈調(diào)整次數(shù)可以根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行設(shè)置；具體的可在程序中設(shè)置。S302、檢測(cè)二極管整流穩(wěn)壓電路的輸出電壓；對(duì)于其他不是采用二極管整流穩(wěn)壓電路進(jìn)行整流的取能裝置來(lái)說(shuō)，即是檢測(cè)給負(fù)載提供的電壓。S303、判斷二極管整流穩(wěn)壓電路的輸出電壓是否高于預(yù)定的電壓值；若二極管整流穩(wěn)壓電路的輸出電壓低于或者等于預(yù)定的電壓值，則進(jìn)行步驟S304;若二極管整流穩(wěn)壓電路的輸出電壓高于預(yù)定的電壓值。則進(jìn)行步驟S305。其中，預(yù)設(shè)的電壓值可以根據(jù)相關(guān)的經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行設(shè)置。S304、給負(fù)載提供正常的供電；給負(fù)載提供正常的供電，并返回步驟S302。S305、增加連接在二極管整流穩(wěn)壓電路2個(gè)輸入端之間的電阻阻值，P的值加I ;p的值基數(shù)為O。S306、判斷P是否為5 ;若是，則進(jìn)行步驟S307 ;若否則返回步驟S302。S307、檢測(cè)電流互感器的一次側(cè)電流；S308、判斷電流互感器的一次側(cè)電流是否大于預(yù)設(shè)的第一電流；
若電流互感器的一次側(cè)電流大于預(yù)設(shè)的第一電流，則進(jìn)行步驟S310 ;若電流互感器的一次側(cè)電流低于或者等于預(yù)設(shè)的第一電流，則進(jìn)行步驟S309。其中，預(yù)設(shè)的電流值可以根據(jù)相關(guān)的經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行設(shè)置。S309、給負(fù)載提供正常的供電；給負(fù)載提供正常的供電，并返回步驟S307。S310、增加電流互感器二次側(cè)的線圈匝數(shù)；q的值加I ;S311、判斷q是否為6 ;若是，則進(jìn)行步驟S312 ;若否，則返回步驟S307。q的值基數(shù)為O。S312、結(jié)束調(diào)整。本發(fā)明中，當(dāng)電流互感器二次側(cè)提供給負(fù)載的電壓高于預(yù)設(shè)的電壓時(shí)，增加與負(fù)載等效電阻并聯(lián)的電阻，進(jìn)行電流分流，降低給負(fù)載的電流；當(dāng)電流互感器二次側(cè)提供給負(fù)載的電壓高于預(yù)設(shè)的電壓時(shí)，增加電流互感器二次側(cè)的線圈匝數(shù)，降低二次側(cè)的感應(yīng)電壓，從而降低提供給負(fù)載的功率，在電流互感器一次側(cè)的電流突然變大的情況下，也可以保證電流互感器的取能要求；可以解決隨著一次側(cè)電流的增加，電流互感器的輸出功率由零迅速增加而造成的高熱耗、器件容易損壞的問(wèn)題；因此，本發(fā)明能夠在線路一次側(cè)電流變化較范圍值較寬的情況下，滿足終端的取能需求并提高懸浮取電時(shí)的可靠性。以上實(shí)施例僅表達(dá)了本發(fā)明的幾種實(shí)施方式，其描述較為具體和詳細(xì)，但并不能因此而理解為對(duì)本發(fā)明專利范圍的限制。應(yīng)當(dāng)指出的是，對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進(jìn)，這些都屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。因此，本發(fā)明專利的保護(hù)范圍應(yīng)以所附權(quán)利要求為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1.一種懸浮取電裝置，其特征在于，包括電流互感器、控制器、二極管整流穩(wěn)壓電路、第一控制開(kāi)關(guān)、多個(gè)不同阻值的電阻以及第二控制開(kāi)關(guān)； 其中，所述控制器連接電流互感器的一次側(cè)、所述二極管整流穩(wěn)壓電路的輸出端、所述第一控制開(kāi)關(guān)以及所述第二控制開(kāi)關(guān)； 所述電流互感器包括第一輸出端和多個(gè)第二輸出端； 所述電流互感器的第一輸出端連接二極管整流穩(wěn)壓電路的第一輸入端； 所述第一輸入端通過(guò)所述第一控制開(kāi)關(guān)連接多個(gè)電阻的一端，各個(gè)所述電阻的阻值不同； 各個(gè)所述電阻的另一端連接所述二極管整流穩(wěn)壓電路的第二輸入端； 所述第二控制開(kāi)關(guān)的一端連接各個(gè)所述第二輸出端，所述第二控制開(kāi)關(guān)的另一端連接所述二極管整流穩(wěn)壓電路的第二輸入端。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的懸浮取電裝置，其特征在于， 所述第一控制開(kāi)關(guān)為單刀多擲開(kāi)關(guān)或者雙刀多擲開(kāi)關(guān)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的懸浮取電裝置，其特征在于， 所述第二控制開(kāi)關(guān)為單刀多擲開(kāi)關(guān)或者雙刀多擲開(kāi)關(guān)。
4.一種懸浮取電方法，其特征在于，包括步驟 檢測(cè)電流互感器的一次側(cè)電流和二極管整流穩(wěn)壓電路的輸出電壓； 當(dāng)所述二極管整流穩(wěn)壓電路的輸出電壓高于預(yù)定的電壓值時(shí)，逐漸增加連接在二極管整流穩(wěn)壓電路2個(gè)輸入端之間的電阻阻值，直到所述二極管整流穩(wěn)壓電路的輸出電壓低于或者等于所述預(yù)定的電壓值； 當(dāng)所述電流互感器的一次側(cè)電流大于預(yù)設(shè)的第一電流時(shí)，逐漸增加電流互感器二次側(cè)的線圈匝數(shù)，直至所述電流互感器的一次側(cè)電流小于或者等于所述預(yù)設(shè)的第一電流。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的懸浮取電方法，其特征在于， 按照預(yù)定的阻值逐漸增加連接在所述二極管整流穩(wěn)壓電路2個(gè)輸入端之間的電阻阻值。
6.根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的懸浮取電方法，其特征在于， 按照預(yù)定的匝數(shù)逐漸增加所述電流互感器二次側(cè)的線圈匝數(shù)。
全文摘要
本發(fā)明提出一種懸浮取電裝置，包括電流互感器、控制器、二極管整流穩(wěn)壓電路、第一控制開(kāi)關(guān)、多個(gè)不同阻值的電阻以及第二控制開(kāi)關(guān)；其中，控制器連接電流互感器的一次側(cè)、二極管整流穩(wěn)壓電路、第一控制開(kāi)關(guān)以及第二控制開(kāi)關(guān)；電流互感器的第一輸出端連接二極管整流穩(wěn)壓電路的第一輸入端；第一輸入端通過(guò)第一控制開(kāi)關(guān)連接多個(gè)電阻；各個(gè)電阻的另一端連接二極管整流穩(wěn)壓電路的第二輸入端；第二控制開(kāi)關(guān)的一端連接各個(gè)第二輸出端，第二控制開(kāi)關(guān)的另一端連接二極管整流穩(wěn)壓電路的第二輸入端。本發(fā)明還提出一種懸浮取電方法，能夠在線路一次側(cè)電流變化較范圍值較寬的情況下，滿足終端的取能需求并提高懸浮取電時(shí)的可靠性。
文檔編號(hào)H02J17/00GK103001334SQ201210457629
公開(kāi)日2013年3月27日 申請(qǐng)日期2012年11月14日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月14日
發(fā)明者何山, 阮江軍, 高云鵬, 肖微, 徐振, 常輝, 武利會(huì), 譚甜源, 樊潤(rùn)榮, 朱文滔, 劉高, 易思超, 王道龍, 樂(lè)健, 曾懿輝, 劉劍 申請(qǐng)人:廣東電網(wǎng)公司佛山供電局, 武漢大學(xué)電氣工程學(xué)院