應(yīng)用于移動(dòng)運(yùn)輸設(shè)備無(wú)線供電的線圈自去耦雙相接收裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于磁耦合諧振式無(wú)線電能傳輸技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著低碳環(huán)保、綠色節(jié)能意識(shí)的增強(qiáng)，越來(lái)越多的移動(dòng)運(yùn)輸設(shè)備采用電能作為其動(dòng)力來(lái)源，常見的供電方式有滑動(dòng)接觸式、電纜拖鏈?zhǔn)胶碗姵毓╇娛饺N。其中，滑動(dòng)接觸方式安全可靠性低，維護(hù)成本高，電纜拖鏈?zhǔn)綄?duì)移動(dòng)距離有嚴(yán)格限制，使用環(huán)境非常有限。在對(duì)設(shè)備的靈活性要求較高的場(chǎng)合，通常是用電池供電的方式。而電池供電方式存在兩種缺點(diǎn)，一種是存在電池的體積、重量、價(jià)格、材料、安全、充電速度、壽命等多方面問(wèn)題，還有電池的生產(chǎn)過(guò)程屬于高污染、耗費(fèi)資源、破壞生態(tài)環(huán)境的過(guò)程，這些缺點(diǎn)給電動(dòng)汽車的產(chǎn)業(yè)化帶來(lái)困難。另一種是地面上的充電基礎(chǔ)設(shè)施問(wèn)題，一方面表現(xiàn)在由于充電時(shí)間長(zhǎng)，需要大量的充電或換電設(shè)施，這些設(shè)施需要占用大量的地面面積，同時(shí)需要頻繁維護(hù)，另一方面表現(xiàn)在設(shè)備需要頻繁的停下充電，較低了設(shè)備的運(yùn)行效率。而利用無(wú)線電能傳輸技術(shù)剛好能夠解決這些問(wèn)題。
[0003]移動(dòng)運(yùn)輸設(shè)備無(wú)線供電系統(tǒng)可以使設(shè)備在工作中可以實(shí)時(shí)供電或者為電池補(bǔ)充電能。該技術(shù)不僅可以大幅度甚至無(wú)限制的提高設(shè)備的續(xù)航時(shí)間，而且設(shè)備上需攜帶的動(dòng)力電池的數(shù)量也可以大幅度降低，甚至可以完全不需要電池，地面上將不再有充電站、換電站。所有供電設(shè)施均在地面以下。設(shè)備不要再存在充電問(wèn)題，電能問(wèn)題均由地面下的供電網(wǎng)絡(luò)自動(dòng)解決。而在實(shí)現(xiàn)對(duì)移動(dòng)運(yùn)輸設(shè)備無(wú)線供電中，無(wú)線電能傳輸結(jié)構(gòu)對(duì)系統(tǒng)的性能及建設(shè)成本起到極其重要的作用，這些性能包括供電效率、最大傳輸能力、空氣間隔、側(cè)移能力、耐久度、電磁輻射強(qiáng)度、對(duì)環(huán)境影響程度等等多個(gè)方面。如何通過(guò)對(duì)供電軌道鐵氧體磁芯結(jié)構(gòu)以及電能接收裝置的結(jié)構(gòu)進(jìn)行合理的設(shè)計(jì)，從而改善上述性能，是本領(lǐng)域亟需解決的問(wèn)題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是解決現(xiàn)有的移動(dòng)運(yùn)輸設(shè)備的電力供給安全可靠性低、維護(hù)成本高、供電效率低的問(wèn)題，提出了應(yīng)用于移動(dòng)運(yùn)輸設(shè)備無(wú)線供電的線圈自去耦雙相接收裝置。
[0005]應(yīng)用于移動(dòng)運(yùn)輸設(shè)備無(wú)線供電的線圈自去耦雙相接收裝置，該線圈自去耦雙相接收裝置配合雙極型供電軌道實(shí)現(xiàn)無(wú)線電能傳輸；它包括一塊平板磁芯4和2η個(gè)接收線圈，η大于等于1 ;
[0006]2η個(gè)接收線圈依次沿實(shí)際運(yùn)動(dòng)方向平鋪排列，后一個(gè)接收線圈的前端壓在前一個(gè)接收線圈的后端，且重疊區(qū)域等寬，平鋪后的2η個(gè)接收線圈放置在平板磁芯4的上表面；且平板磁芯4至少覆蓋2η個(gè)接收線圈的內(nèi)邊緣圍成的區(qū)域；
[0007]從一側(cè)算起，第1個(gè)接收線圈、第3個(gè)接收線圈、第5個(gè)接收線圈，……，及第2η_1個(gè)接收線圈組成第1相接收線圈1，第1相接收線圈1內(nèi)的相鄰兩個(gè)接收線圈按異名端依次串接；
[0008]第2個(gè)接收線圈、第4個(gè)接收線圈、第6個(gè)接收線圈，……，及第2η個(gè)接收線圈組成第2相接收線圈2，第2相接收線圈2內(nèi)的相鄰兩個(gè)接收線圈按異名端依次串接；
[0009]重疊區(qū)域的寬度為單個(gè)接收線圈的寬度的1/3?1/2之間。
[0010]相鄰兩個(gè)接收線圈的中心距離D為與線圈自去耦雙相接收裝置配合的雙極型供電軌道中的相鄰兩個(gè)磁極的中心距離的1/2。
[0011]接收線圈采用LITZ線或者多股絕緣漆包線繞制。
[0012]應(yīng)用于移動(dòng)運(yùn)輸設(shè)備無(wú)線供電的線圈自去耦雙相接收裝置，線圈自去耦雙相接收裝置與雙極型供電軌道配合使用，完成無(wú)線供電；雙極型供電軌道包括供電線纜、磁極和鐵氧體磁芯，磁極位于鐵氧體磁芯上，供電線纜纏繞在磁極上，且相鄰磁極上的磁場(chǎng)方向相反；發(fā)射線圈與原邊補(bǔ)償電容串聯(lián)，利用高頻逆變電源進(jìn)行供電；
[0013]它還包括第1相諧振補(bǔ)償電容5、第2相諧振補(bǔ)償電容6和兩個(gè)整流橋7 ;
[0014]第1相接收線圈1與第1相諧振補(bǔ)償電容5串聯(lián)，第1相諧振補(bǔ)償電容5連接一個(gè)整流橋7 ;
[0015]第2相接收線圈2與第2相諧振補(bǔ)償電容6串聯(lián)，第2相諧振補(bǔ)償電容6連接另一個(gè)整流橋7 ;
[0016]兩個(gè)整流橋7串接后作為應(yīng)用于移動(dòng)運(yùn)輸設(shè)備無(wú)線供電的線圈自去耦雙相接收裝置的輸出端。
[0017]本發(fā)明所述的接收裝置配合雙極型發(fā)射導(dǎo)軌(發(fā)射裝置)進(jìn)行電能的無(wú)線傳輸，要求導(dǎo)軌相鄰磁極上磁場(chǎng)方向相反。接收裝置結(jié)合發(fā)射裝置工作時(shí)，交變的電流通過(guò)供電線纜在相鄰的磁極上產(chǎn)生實(shí)時(shí)相反的交變的磁場(chǎng)，發(fā)射裝置與接收裝置通過(guò)磁場(chǎng)耦合作用即能實(shí)現(xiàn)電能的無(wú)線傳輸。
[0018]本發(fā)明的有益效果為:本發(fā)明的接收裝置中，兩相接收線圈利用線圈部分重疊的方式，通過(guò)合理設(shè)計(jì)線圈位置與尺寸，實(shí)現(xiàn)兩相線圈的耦合系數(shù)為零，保證兩相接收線圈諧振時(shí)不會(huì)相互影響。
[0019]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明有以下優(yōu)點(diǎn):
[0020]1、接收裝置沿供電軌道移動(dòng)時(shí)，不存在功率零點(diǎn)，傳輸功率波動(dòng)范圍小；
[0021]2、兩相接收線圈間耦合系數(shù)為0，因此接收端在供電軌道上任意位置、任意時(shí)刻，兩相接收線圈都可以同時(shí)工作，同早期相同尺寸的雙相接收端相比，傳輸功率更大；
[0022]3、接收裝置采用平面型結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)輕薄，占用空間??；
[0023]4、同現(xiàn)有的雙相接收端相比，接收線圈采用部分重疊結(jié)構(gòu)，接收線圈尺寸更大，與供電軌道之間的耦合程度更高。
[0024]本發(fā)明提出的應(yīng)用于移動(dòng)運(yùn)輸設(shè)備無(wú)線供電的線圈自去耦雙相接收裝置，配合雙極型供電軌道實(shí)現(xiàn)無(wú)線電能傳輸。解決了現(xiàn)有的移動(dòng)運(yùn)輸設(shè)備的電力供給安全可靠性低、維護(hù)成本高、供電效率低的問(wèn)題。
[0025]本發(fā)明適用于電動(dòng)汽車無(wú)線供電。
【附圖說(shuō)明】
[0026]圖1為無(wú)磁芯兩線圈自去耦雙相接收裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0027]圖2為圖1的俯視圖；
[0028]圖3為有磁芯兩線圈自去耦雙相接收裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0029]圖4為圖3的底視圖；
[0030]圖5為無(wú)磁芯四線圈自去耦雙相接收裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0031]圖6為圖5的俯視圖；
[0032]圖7為有磁芯四線圈自去耦雙相接收裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0033]圖8為圖7的底視圖；
[0034]圖9為有磁芯兩線圈自去耦雙相接收裝置與一種雙極型供電軌道傳能結(jié)構(gòu)示意圖；
[0035]圖10為圖9側(cè)視圖，及磁力線走向示意圖；
[0036]圖11為實(shí)施方式五中的線圈自去耦雙相接收裝置進(jìn)行無(wú)線電能傳輸時(shí)系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0037]圖12為兩個(gè)接收線圈之間異名端串聯(lián)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0038]圖13為兩個(gè)接收線圈之間同名端串聯(lián)的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0039]【具體實(shí)施方式】一、參照?qǐng)D1至圖8、圖12和圖13具體說(shuō)明本實(shí)施方式，本實(shí)施方式所述的應(yīng)用于移動(dòng)運(yùn)輸設(shè)備無(wú)線供電的線圈自去耦雙相接收裝置，該線圈自去耦雙相接收裝置配合雙極型供電軌道實(shí)現(xiàn)無(wú)線電能傳輸；它包括一塊平板磁芯4和2η個(gè)接收線圈，η大于等于1 ;
[0040]2η個(gè)接收線圈依次沿實(shí)際運(yùn)動(dòng)方向平鋪排列，后一個(gè)接收線圈的前端壓在前一個(gè)接收線圈的后端，且重疊區(qū)域等寬，平鋪后的2η個(gè)接收線圈放置在平板磁芯4的上表面；且平板磁芯4至少覆蓋2η個(gè)接收線圈的內(nèi)邊緣圍成的區(qū)域；
[0041]從一側(cè)算起，第1個(gè)接收線圈、第3個(gè)接收線圈、第5個(gè)接收線圈，……，及第2η_1個(gè)接收線圈組成第1相接收線圈1，第1相接收線圈1內(nèi)的相鄰兩個(gè)接收線圈按異名端依次串接；
[0042]第2個(gè)接收線圈、第4個(gè)接收線圈、第6個(gè)接收線圈，……，及第2η個(gè)接收線圈組成第2相接收線圈2，第2相接收線圈2內(nèi)的相鄰兩個(gè)接收線圈按異名端依次串接；
[0043]重疊區(qū)域的寬度為單個(gè)接收線圈的寬度的1/3?1/2之間。
[0044]本實(shí)施方式中，合理設(shè)計(jì)接收線圈的大小，通過(guò)接收線圈部分重疊的方式，使得兩相接收線圈之間的耦合系數(shù)為零，這種通過(guò)空間位置關(guān)系實(shí)現(xiàn)線圈去除耦合的方式稱為自去耦，兩相接收線圈可以同時(shí)工作在諧振狀態(tài)而不