[实用新型]非接触电能传输设备

说明书

技术领域

本实用新型涉及电能传输设备技术领域，具体地说，涉及一种给运动设备供电的非接触电能传输设备。

背景技术

目前，在给运动设备供电时，公知的电能传输主要是通过导线的直接接触来进行的。由于存在滑动磨损、接触火花和不安全裸露导线等问题，这种通过导线的直接接触传输方式存在很大的局限性。

中国专利申请CN200610124129.9提供了一种感应藕合式无线电能传输装置，其特征在于：包括能量发送器，无接触变压器和能量接收器，所述能量发送器包括整流滤波电路、高频逆变电路和用于产生合适频率和脉宽信号的控制电路，输入的工频市电首先经整流滤波电路产生高压直流供给高频逆变电路，高频逆变电路将电能转换成高频交流电输出到无接触变压器初级端；无接触变压器的初、次级磁芯为彼此分隔，线圈分别绕制在对应磁芯上；能量接收器包括补偿电路、整流滤波电路和用于控制电流或电压稳定输出的PWM控制电路，补偿电路接收到无接触变压器次级端感应藕合的能量后经过整流滤波电路和PWM控制电路形成稳定输出。但其传输效果不佳。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种没有裸露导线，不存在机械磨损，没有因为摩擦而产生噪声与尘埃的非接触电能传输设备，以解决现有技术中直接接触的传输方式的不足。

本实用新型所解决的技术问题可以采用以下技术方案来实现：

一种非接触电能传输设备，包括一滑动变压器，其特征在于：所述滑动变压器的原边和副边上分别设有原边变换器和副边变换器。

本实用新型中，所述滑动变压器包含平面式滑动变压器、U型滑动变压器和E型滑动变压器，以适应不同的使用场合。

所述滑动变压器的原边绕组安置在输电轨道上，延伸为很长的环线，而副边绕组绕在沿轨道移动的开口铁芯上。

所述滑动变压器的一次侧绕组和二次侧绕组上设有无功功率补偿电路，以维持一定的电能传输，所述一次侧绕组采用长矩形或长环形。

由于一次侧并联电容对高频交流电有较大的滤波作用，根据负载的不同性质，所述补偿电路采用串联-串联电容补偿电路或者串联-并联电容补偿电路。

所述原边变换器和副边变换器均采用高频变换器，原边变换器将工频交流电流经整流、逆变转换成高频交流电流，供给原边绕组，原边绕组电流在空间建立高频交变磁场，并在副边绕组中产生高频感应电动势及高频感应电流，在输出端副边变换器根据负载用电需要，将副边高频电流进行整流、逆变，最后提供给负载。

本实用新型的非接触电能传输设备具有这样的有益效果：(1)没有裸露导线，不存在机械摩损，不会发生摩擦火花，其电能传输能力不受环境因素的影响，比接触式感应电能传输设备更为可靠、耐用；(2)滑动变压器结构灵活多样，可以分别给相对于原边绕组保持静止、移动或旋转的电气设备供电，并且不受运动速度的限制；(3)采用多个副边绕组接收能量时可为多个电气负载供电；(4)采用高频谐振技术和无功补偿技术，可大大降低开关损耗，以及设备的重量和体积，提高设备的功率密度和传输效率。

附图说明

图1是本实用新型E型滑动变压器结构示意图。

图2是滑动变压器的补偿电路的拓扑结构示意图。

图3是滑动变压器仿真模型。

图4是滑动变压器输出电流的仿真波形图。

图5是谐振频率的分析图。

具体实施方式

为了使本实用新型实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本实用新型。

如图1所示，一种非接触电能传输设备，滑动变压器是本实用新型非接触感应电能传输设备的核心，滑动变压器的结构可以是多种多样的，如平面结构、U型结构和E型结构等，以适应不同应用场合的需要。

普通变压器的原、副边绕组绕在共同的闭合铁芯上，虽然磁路藕合系数很高，但原、副边绕组不能相对运动。而滑动变压器的原、副边绕组是可以分离的，其磁路经气隙而闭合，故又称为可分离变压器或气隙变压器。滑动变压器原、副边之间仍然通过电磁感应实现电能传输，因气隙而导致的磁路藕合系数的降低由提高原边输入电流的频率加以补偿。

对于长距离移动式非接触电能传输系统，滑动变压器的原边绕组可安置在输电轨道上，延伸为很长的环线，而副边绕组绕在沿轨道移动的开口铁芯上。另外，进行长距离供电时通常需要一定的开关控制系统，实现副边绕组的分段式供电，提高传输效率。