本實用新型涉及一種可調(diào)電感器及電抗補償型無線充電系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

隨著電動汽車的發(fā)展，無線充電的應(yīng)用也越來越普遍。

由于無線充電是基于諧振耦合，利用磁場振動傳輸電能，因此需要讓無線充電系統(tǒng)時刻處于諧振狀態(tài)。

現(xiàn)有技術(shù)中，一般會采用兩種方法：利用晶閘管控制電抗器(TCR)和正交磁芯可調(diào)電感這兩種裝置來補償電感。利用TCR的缺點在于：無線充電由于負載接收諧振頻率不同，電能傳輸頻率變化較大，TCR工作于變頻無功補償，控制復雜，成本較高并且會產(chǎn)生大量諧波，影響無線充電效率。利用正交磁芯可調(diào)電抗器的缺點在于：正交磁芯可調(diào)電抗器的控制電流較大，發(fā)熱量大，并且可調(diào)電感量小。

因此設(shè)計一種控制簡單，發(fā)熱量小的可調(diào)電感，以及將該電感用作無諧波的電抗補償裝置，對提高無線充電效率很有必要。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型所要解決的技術(shù)問題是提供一種可調(diào)電感器及電抗補償型無線充電系統(tǒng)，該可調(diào)電感器結(jié)構(gòu)簡單而獨特，易于實施。

實用新型的技術(shù)解決方案如下：

一種可調(diào)電感器，包括三個平行布置的帶鐵芯的電感線圈L1、L2和L3；電感線圈L2位于電感線圈L1和L3之間；

且電感線圈L1和L3的耦合方向相反，電感線圈L2與L1的耦合方向相同；

可調(diào)電感器還包括用于驅(qū)動電感線圈L2作直線運動的驅(qū)動機構(gòu)；

通過驅(qū)動電感線圈L2在電感線圈L1與L3之間移動以改變電感器整體的電感。三個電感線圈的軸心線重合，形狀大小相同。

電感線圈L1與L3之間的距離保持不變。

所述的可調(diào)電感器還包括用于調(diào)節(jié)電感線圈L1與L3之間距離的手動調(diào)節(jié)機構(gòu)或電動調(diào)節(jié)機構(gòu)，手動調(diào)節(jié)機構(gòu)或電動調(diào)節(jié)機構(gòu)為現(xiàn)有成熟技術(shù)，可以通過絲桿、螺桿或帶輪等機構(gòu)實現(xiàn)。

所述的驅(qū)動機構(gòu)包括電機、轉(zhuǎn)輪和軸桿；電機驅(qū)動轉(zhuǎn)輪轉(zhuǎn)動，軸桿的一端連接電感線圈L2，軸桿的另一端與轉(zhuǎn)輪連接；電感線圈L2安裝在滑桿上，電機轉(zhuǎn)動時，帶動轉(zhuǎn)輪旋轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)輪再驅(qū)動電感線圈L2沿滑桿做直線運動，滑桿沿電感線圈L2的軸向固定?；瑮U起到導軌的作用。

滑桿為一根或2根，采用2根時，運行平穩(wěn)性更佳，滑桿為2根時，2跟滑桿平行布置。

所述的驅(qū)動機構(gòu)為絲桿驅(qū)動機構(gòu)、皮帶驅(qū)動機構(gòu)或拉線式驅(qū)動機構(gòu)。絲桿驅(qū)動機構(gòu)如采用滾珠絲杠；皮帶驅(qū)動機構(gòu)，電機驅(qū)動2個帶輪旋轉(zhuǎn)，帶輪上張設(shè)有同步帶，線圈L2固定在同步帶上，與同步帶聯(lián)動；拉線式驅(qū)動機構(gòu)：包括電機、線輪和必要的滑輪，電機帶動線輪旋轉(zhuǎn)實現(xiàn)拉線的收線和放線，拉線與線圈 L2相連，因此，通過拉線能實現(xiàn)線圈L2的平移；

本實用新型的技術(shù)路線在于：在2個耦合方向相同的電感線圈L1和L3之間設(shè)置一個電感線圈L2；電感線圈的耦合方向與電感線圈L1相反；

通過驅(qū)動機構(gòu)改變電感線圈L2在電感線圈L1和L3之間的位置，以實現(xiàn)電感的調(diào)節(jié)；

當電感線圈L2滑到電感線圈L1一端時，電感量最大，為2L+2M1；

M1為電感線圈L1和L2最大互感；

當電感線圈L2滑到電感線圈L3一端時，電感量最小，為2L-2M2；

M2為電感線圈L2和L3最大互感；

電感線圈L1和L2的電感值相等，均為L。

采用前述的可調(diào)電感器實現(xiàn)電感調(diào)節(jié)。

一種電抗補償型無線充電系統(tǒng)，包括交流電源、電抗補償裝置、發(fā)射線圈和接收線圈；交流電源為發(fā)射線圈供電，接收線圈與發(fā)射線圈耦合；電抗補償裝置與發(fā)射線圈并聯(lián)，所述的電抗補償裝置采用所述的可調(diào)電感器。

交流電源的供電回路中串聯(lián)有電容。

另外，電感線圈L1和L3可以設(shè)置很多抽頭，抽頭上設(shè)置繼電器，通過繼電器可切換各抽頭，從而改變電感線圈L1和L3的電感量；

另一種方式：電感線圈L1和L3可以設(shè)置很多抽頭，多個抽頭上多路切換開關(guān)(如4選一開關(guān)，或8選一開關(guān))，通過多路切換開關(guān)可切換各抽頭，從而改變電感線圈L1和L3的電感量；

另一種方式：電感線圈L1和L3可以設(shè)置很多抽頭，滑動端在抽頭間滑動，每次總會接觸2個抽頭，其中一個抽頭是有效連接--類似于滑動變阻器的原理。

2個電感線圈的耦合方向相同可以用2種方式實現(xiàn)：(1)2個線圈的繞線方向相同，且2個電感線圈的異名端相連，(2)2個線圈的繞線方向相反，且2個電感線圈的異名端相連

2個電感線圈的耦合方向相反可以用2種方式實現(xiàn)：(1)2個線圈的繞線方向相同，且2個電感線圈的同名端相連，(2)2個線圈的繞線方向相反，且2個電感線圈的同名端相連；

電感線圈均帶有鐵芯。

三個帶有鐵芯的電感線圈L1、L2、L3形狀大小相同，平行放置，電感線圈位于一個滑桿之上。電感線圈L2通過軸桿與電機轉(zhuǎn)輪相連接。

L1、L2和L3的電感量相同，均為L。L1繞線方向與L2相同，L2與L3繞線方向相反。

鐵芯為實心圓柱，電感線圈繞置于其圓柱面。鐵芯大小形狀相同。

電感線圈L1、L3固定于滑桿兩端，距離2r。L2位于滑桿中間滑動部分之上，可以來回滑動。

軸桿在轉(zhuǎn)輪上的固定點與轉(zhuǎn)輪圓心的距離為r。

有益效果：

本實用新型的可調(diào)電感器及電抗補償型無線充電系統(tǒng)，這種可調(diào)電感器包括三個相同的電感線圈,串接于滑桿之上。中間電感通過電機轉(zhuǎn)動帶動位移調(diào)整電感量。與目前通過晶閘管控制的電抗器相比，控制更加方便，成本低，無諧波。與交叉鐵芯可調(diào)電抗器相比，可調(diào)電感量范圍更大，控制電流要求更低。用于無線充電阻抗補償，優(yōu)勢明顯。

附圖說明

圖1為可調(diào)電感器的總體結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為可調(diào)電感器的電感線圈L1和L3的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為可調(diào)電感器的電感線圈L2的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為電抗補償型無線充電系統(tǒng)的拓撲結(jié)構(gòu)圖。

具體實施方式

以下將結(jié)合附圖和具體實施例對本實用新型做進一步詳細說明：

實施例1：如圖1～4，一種可調(diào)電抗器，其包括：三個帶有鐵芯的電感線圈 L1、L2、L3形狀大小相同，平行放置，電感線圈位于一個滑桿之上。電感線圈 L2通過軸桿與電機轉(zhuǎn)輪相連接。

電感線圈L1、L2和L3的電感量相同，均為L。電感線圈L1繞線方向與L2 相同，電感線圈L2與L3繞線方向相反。

鐵芯為實心圓柱，電感線圈繞與其圓柱面。鐵芯大小形狀相同。

電感線圈L1、L3固定于滑桿兩端，距離2r。L2位于滑桿中間滑動部分之上，可以來回滑動。

通過電機轉(zhuǎn)輪控制電感線圈L2在滑桿上的位置。軸桿固定點與與圓心距離為r。

電感線圈L2在L1與L3之間來回滑動，當電感線圈L2滑到電感線圈L1一端時，電感量最大，為2L+2M1；M1為L1和L2最大互感。當電感線圈L2滑到電感線圈L3一端時，電感量最小，為2L-2M2.M2為L2和L3最大互感。

三個電感線圈固定于滑桿之上，三個電感線圈首尾依次連接，L1到L2之間的距離為2r。其中電感線圈L2可以來回滑動。

電感線圈L3繞線方向與L1方向相反，電感量相同。

電感線圈L2通過軸桿與步進電機轉(zhuǎn)輪相連接。由步進電機轉(zhuǎn)輪帶動電感線圈L2滑動。

步進電機轉(zhuǎn)輪連接點到轉(zhuǎn)輪軸心距離為r。軸心與滑桿在同一直線上。電機轉(zhuǎn)動剛好可以帶動L2在L1與L3之間來回移動。

將電抗補償裝置按圖四拓撲結(jié)構(gòu)連接于無線充電系統(tǒng)，用于電抗補償。圖4 中A為本可調(diào)電感。

以上說明僅為本實用新型之較佳實施例說明，并非局限本實用新型的專利范圍，所以，凡運作本創(chuàng)作說明書及圖示內(nèi)容所為的等效技術(shù)變化，均包含于本實用新型的專利范圍內(nèi)。