無(wú)線電能傳輸系統(tǒng)的漏磁場(chǎng)屏蔽方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)的無(wú)線電能傳輸系統(tǒng)的漏磁場(chǎng)屏蔽方法，采用無(wú)線電能傳輸系統(tǒng)的漏磁場(chǎng)屏蔽裝置，包括平行設(shè)置的輸電端線圈和受電端線圈，漏磁場(chǎng)屏蔽器垂直設(shè)置在輸電端線圈和受電端線圈的一側(cè)，電氣設(shè)備和人分別設(shè)置在漏磁場(chǎng)屏蔽器的另一側(cè)。本發(fā)明方法，解決了無(wú)源屏蔽方法中無(wú)源屏蔽器在屏蔽能力不可調(diào)、屏蔽跟蹤性能差的難題。解決了有源屏蔽方法中損耗功率較大、不能形成閉環(huán)自動(dòng)調(diào)節(jié)屏蔽效果的難題。利用單片機(jī)檢測(cè)無(wú)線電能傳輸系統(tǒng)的漏磁場(chǎng)大小，根據(jù)這個(gè)漏磁場(chǎng)值通過(guò)計(jì)算給出無(wú)源線圈并聯(lián)電容組合的投入的多少，動(dòng)態(tài)閉環(huán)實(shí)現(xiàn)漏磁場(chǎng)的屏蔽功能，有效的減弱了電磁場(chǎng)對(duì)周圍人體及電氣設(shè)備的不利影響。
【專利說(shuō)明】無(wú)線電能傳輸系統(tǒng)的漏磁場(chǎng)屏蔽方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于無(wú)線電能傳輸及電磁兼容【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種無(wú)線電能傳輸系統(tǒng)的漏磁場(chǎng)屏蔽方法。
【背景技術(shù)】
[0002]近幾年來(lái)，無(wú)線電能傳輸技術(shù)得到了快速發(fā)展，其應(yīng)用范圍越來(lái)越廣，其傳輸能量可以實(shí)現(xiàn)非接觸 式遠(yuǎn)距離傳輸，大大擴(kuò)展了電能傳輸?shù)膽?yīng)用場(chǎng)合，是一種具有廣闊的發(fā)展前景的能量傳輸方式。無(wú)線電能傳輸設(shè)備的輸電線圈和受電線圈之間產(chǎn)生的漏磁場(chǎng)會(huì)引起對(duì)周圍環(huán)境的電磁污染，該污染不可忽視，直接阻礙著無(wú)線電能傳輸技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用。目前，針對(duì)該電磁輻射污染的抑制方法主要是屏蔽方法，現(xiàn)有的漏磁場(chǎng)屏蔽方法有兩種，一是無(wú)源屏蔽法，利用無(wú)源線圈及器件，依據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律，在線圈中產(chǎn)生反向磁場(chǎng)以達(dá)到削弱漏磁場(chǎng)的目的。另外一種是有源屏蔽法，該方法外加高頻振蕩電源，在線圈中注入高頻電流，以產(chǎn)生與漏磁場(chǎng)相反的高頻磁場(chǎng)抵消產(chǎn)生的漏磁場(chǎng)。無(wú)源屏蔽方法屏蔽效果不會(huì)跟蹤漏磁場(chǎng)的大小動(dòng)態(tài)屏蔽，其屏蔽能力只與屏蔽器的物理結(jié)構(gòu)有關(guān)，一旦屏蔽器制作完成，其屏蔽能力就固定。有源屏蔽方法，雖然能動(dòng)態(tài)跟蹤漏磁場(chǎng)大小，實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)屏蔽，但是需要外加電源，這個(gè)外加電源增加了功耗，更加降低了無(wú)線電能傳輸系統(tǒng)的效率，均不屬于理想的漏磁場(chǎng)屏蔽方法。本發(fā)明提出了一種全新的屏蔽方法，該方法可以動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)無(wú)源屏蔽能力，在只需要單片機(jī)功耗能量等級(jí)下，實(shí)現(xiàn)了大功率漏磁場(chǎng)的動(dòng)態(tài)抑制功能。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的是提供一種無(wú)線電能傳輸系統(tǒng)的漏磁場(chǎng)屏蔽方法，解決了無(wú)源屏蔽方法屏蔽能力固定、不能動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)屏蔽能力的問(wèn)題；也解決了有源屏蔽方法損耗較大的問(wèn)題。給無(wú)線電能傳輸系統(tǒng)提供了一種全新的智能化的動(dòng)態(tài)無(wú)損耗式的漏磁場(chǎng)屏蔽方法。
[0004]本發(fā)明采用的技術(shù)方案是，無(wú)線電能傳輸系統(tǒng)的漏磁場(chǎng)屏蔽方法，采用無(wú)線電能傳輸系統(tǒng)的漏磁場(chǎng)屏蔽裝置，其結(jié)構(gòu)為:包括平行設(shè)置的輸電端線圈和受電端線圈，漏磁場(chǎng)屏蔽器垂直設(shè)置在輸電端線圈和受電端線圈的一側(cè)，電氣設(shè)備和人分別設(shè)置在漏磁場(chǎng)屏蔽器的另一側(cè)；漏磁場(chǎng)屏蔽器，包括微處理器，微處理器上分別連接有屏蔽效果調(diào)節(jié)器及無(wú)源屏蔽線圈，無(wú)源屏蔽線圈內(nèi)布置有磁場(chǎng)檢測(cè)陣列；
[0005]具體按照以下步驟實(shí)施:
[0006]步驟1:設(shè)置屏蔽效果調(diào)節(jié)器中C1~Cn的η個(gè)電容值到微處理器中，η個(gè)電容值在ki，k2, iv..kn開(kāi)關(guān)的組合控制下形成?:+?丨+Q3+…+C:種電容組合；
[0007]步驟2:微處理器計(jì)算<+c?2+c?3 +…+ q種電容組合與無(wú)源屏蔽線圈產(chǎn)生的反
向磁場(chǎng)強(qiáng)度值，設(shè)組合電容值為cz，反向磁場(chǎng)強(qiáng)度值通過(guò)以下公式計(jì)算:
[0008]
【權(quán)利要求】
1.無(wú)線電能傳輸系統(tǒng)的漏磁場(chǎng)屏蔽方法，其特征在于，采用無(wú)線電能傳輸系統(tǒng)的漏磁場(chǎng)屏蔽裝置，其結(jié)構(gòu)為:包括平行設(shè)置的輸電端線圈(I)和受電端線圈(2)，漏磁場(chǎng)屏蔽器(3)垂直設(shè)置在輸電端線圈(I)和受電端線圈(2)的一側(cè)，電氣設(shè)備(4)和人(6)分別設(shè)置在漏磁場(chǎng)屏蔽器(3)的另一側(cè)；所述的漏磁場(chǎng)屏蔽器(3)，包括微處理器(6)，微處理器(6)上分別連接有屏蔽效果調(diào)節(jié)器(7)及無(wú)源屏蔽線圈(8)，無(wú)源屏蔽線圈(8)內(nèi)布置有磁場(chǎng)檢測(cè)陣列(9)； 具體按照以下步驟實(shí)施: 步驟1:設(shè)置屏蔽效果調(diào)節(jié)器(7)中C1~Cn的η個(gè)電容值到微處理器(6)中，η個(gè)電容值在b k2, lv..kn開(kāi)關(guān)的組合控制下形成cW3?+-" + c:種電容組合； 步驟2:微處理器(6)計(jì)算C^+G+C；:+...+ ^::種電容組合與無(wú)源屏蔽線圈產(chǎn)生的反向磁場(chǎng)強(qiáng)度值，設(shè)組合電容值為Cz，反向磁場(chǎng)強(qiáng)度值通過(guò)以下公式計(jì)算:
”U 4，

4π r2 式中^(|為真空磁導(dǎo)率其值為431父10_71'111/^，Iind是感應(yīng)電流，Iind通過(guò)以下公式計(jì)算， 廠
j(oC:其中，L是積分路徑，表示無(wú)源屏蔽線圈(8)的長(zhǎng)度，dl是源電流的微小線元素，&表示電流源指向待求場(chǎng)點(diǎn)的單位向量，Bleak為無(wú)線電能傳輸系統(tǒng)產(chǎn)生的漏磁場(chǎng)，&為無(wú)源屏蔽線圈⑶的內(nèi)阻抗，Cz為屏蔽效果調(diào)節(jié)器(7)中由‘匕匕…匕控制的電容器組合的電容值；步驟3:微處理器(6)把?!+?；+?:+…+c種電容組合與反向磁場(chǎng)強(qiáng)度的數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)關(guān)系形成數(shù)據(jù)查詢表； 步驟4:通過(guò)磁場(chǎng)檢測(cè)陣列(9)采集無(wú)源屏蔽線圈(8)各個(gè)位置上的磁場(chǎng)強(qiáng)度，并送到微處理器(6)中； 步驟5:微處理器(6)對(duì)磁場(chǎng)檢測(cè)陣列(9)所檢測(cè)得到的磁場(chǎng)強(qiáng)度信號(hào)取平均值，得到平均磁場(chǎng)強(qiáng)度； 步驟6:微處理器(6)將平均磁場(chǎng)強(qiáng)度數(shù)值與數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)比對(duì)，查詢出與此值最接近的磁場(chǎng)強(qiáng)度值所對(duì)應(yīng)的電容投切組合； 步驟7:微處理器(6)根據(jù)查詢的電容投切組合，發(fā)出相應(yīng)的開(kāi)關(guān)組合命令實(shí)現(xiàn)屏蔽效果調(diào)節(jié)器(7)中開(kāi)關(guān)k” k2, k^..kn的開(kāi)關(guān)狀態(tài)； 步驟8:相應(yīng)的開(kāi)關(guān)狀態(tài)使得屏蔽效果調(diào)節(jié)器(7)形成不同的反向屏蔽磁場(chǎng)，返回步驟3繼續(xù)進(jìn)行。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無(wú)線電能傳輸系統(tǒng)的漏磁場(chǎng)屏蔽方法，其特征在于，所述的步驟3具體按照以下步驟實(shí)施:電容值組合有CW:+.-_ + C:種，每種電容值根據(jù)公式啟
【文檔編號(hào)】H02J17/00GK104023512SQ201410239535
【公開(kāi)日】2014年9月3日 申請(qǐng)日期:2014年5月30日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月30日
【發(fā)明者】姬軍鵬, 陳桂濤, 韓旭, 孫強(qiáng) 申請(qǐng)人:西安理工大學(xué)