[发明专利]用于短距离无线电力传输装置及其传输方法

权利要求书

1、一种用于完成短距离无线电力传输的装置，包括无线电力发射回路部分、无线电力接收部分和无线磁气耦合回路部分，其特征是：在无线电力发射回路部分中，一次线圈(N1)缠绕安放在门形电感(T1)上，无线电力第一发射端口(H1)与无线电力第二发射端口(H2)设置于门形电感(T1)的两个顶端，在一次线圈(N1)上有两个电力输入端(a、b)，所述电力输入端(a、b)与交流电源(Uab)相连接；

在无线电力接收部分中，二次线圈(N2)缠绕安放在高速旋转金属运动体(CH)上，在二次线圈(N2)上有两个电力输出端(c、d)；所述电力输出端(c、d)与整流回路(A)相连接；整流回路(A)的输出端(U1)与稳压回路(W)相连，整流回路(A)的输出端(U1)与稳压回路(W)的输入端相连接；稳压回路(W)的输出端与搭载负载(DR)连接；无线电力第一接收端口(O1)与无线电力第二接收端口(O2)设置于与门形电感(T1)的两个顶端水平相对的位置；

在无线磁气耦合回路部分中，所述无线电力第一发射端口(H1)与无线电力第二发射端口(H2)安放在无线电力接收部分中的无线电力第一接收端口(O1)与无线电力第二接收端口(O2)的附近，无线电力发射回路部分中的门形电感(T1)与无线电力接收部分中的高速旋转金属运动体(CH)上形成完整的无线磁通(Φ)。

2、一种如权利要求1所述用于完成短距离无线电力传输装置的传输方法，其特征在于：在无线电力发射回路部分完成一次电能向磁能形式的转换，无线电力第一发射端口(H1)与无线电力第一接收端口(O1)以及无线电力第二发射端口(H2)与无线电力第二接收端口(O2)之间完成对磁能量的无线辐射传输，在无线电力接收部分完成磁能向二次电能形式的转换，在高速旋转金属运动体(CH)的搭载负载(DR)上提供高质量的直流供电的功能；

无线电力发射回路部分处于相对固定的位置，而无线电力接收部分处于相对变速旋转而变化的状态；前者静止、后者旋转的电力连接传输方式，在两者之间，无有线供电形式的联接，只有无线供电形式的联系；将无线电力发射回路部分与无线电力接收部分连接完成后，将无线电力发射回路部分中的无线电力第一发射端口(H1)靠拢无线电力接收部分中的无线电力第一接收端口(O1)，无线电力第二发射端口(H2)靠拢无线电力第二接收端口(O2)，在无线电力发射回路中所产生的电磁场(m)通过无线电力第一发射端口(H1)与无线电力第一接收端口(O1)以及无线电力第二发射端口(H2)与无线电力第二接收端口(O2)传递到高速旋转金属运动体(CH)上的二次线圈(N2)上面，从而在无线电力发射回路部分的门形电感(T1)上对无线电力接收部分的高速旋转金属运动体(CH)上形成完整的无线磁通(Φ)，完成无线电力发射回路部分对无线电力接收部分的无线磁气耦合辐射，以及对高速旋转金属运动体(CH)的搭载负载(DR)进行无线供电的目的。

3、如权利要求2所述用于完成短距离无线电力传输装置的传输方法，其特征在于：当把无线电力发射回路部分中的门形电感(T1)上的一次线圈(N1)与交流电源(Uab)接通时，交流电源(Uab)与门形电感(T1)上的一次线圈(N1)构成交流电通路，交流电源(Uab)中的交流电流通过连接电线向门形电感(T1)上的一次线圈(N1)输送交流电流，交流电流在通过一次线圈(N1)时，在门形电感(T1)上同时产生无线磁通(Φ)，因而在无线电力第一发射端口(H1)与无线电力第二发射端口(H2)上输出电磁场(m)，从而完成交流电源(Uab)中的交流电流对门形电感(T1)的供电和完成所述交流电流对交流电磁场的转换，无线电力发射回路部分的无线电力第一发射端口(H1)与无线电力第一接收端口(O1)相对应进行无线电磁耦合，无线电力第二发射端口(H2)与无线电力第二接收端口(O2)相对应进行无线电磁耦合，在交流电源(Uab)中的交流电流对门形电感(T1)的供电期间，将在无线电力第一发射端口(H1)与无线电力第二发射端口(H2)对外有连续不断输出的交流电磁场(m)；

在此同时，无线电力第一接收端口(O1)与无线电力第二接收端口(O2)将感应到无线电力第一发射端口(H1)与无线电力第二发射端口(H2)所发射的电磁场(m)，并通过高速旋转金属运动体(CH)构成闭合的无线磁通(Φ)，二次线圈(N2)也感应到由无线电力发射回路部分的门形电感(T1)所发射的电磁场(m)和对无线磁通(Φ)的闭合，从而完成一次线圈(N1)上电磁能量对二次线圈(N2)上电磁能量的转移；

当高速旋转金属运动体(CH)上的二次线圈(N2)感应到由无线电力发射回路部分的门形电感(T1)所发射的无线磁通(Φ)时，二次线圈(N2)切割无线磁通(Φ)，同时在二次线圈(N2)的两个电力输出端(c、d)输出交流电压(Ucd)，输出交流电压(Ucd)输入到整流器(A)后转换为直流电压(U1)，再输入到稳压器(W)后变为稳定的直流输出电压(U2)供搭载负载(DR)使用；从而完成地面固定电源对高速旋转金属运动体(CH)上的搭载负载(DR)进行无线供电的短距离无线电力传输的物理过程。