[发明专利]一种移动式无接触不间断供电装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种自动化输送领域中的电力供应装置，特别涉及一种用于输送设备的无接触不间断供电方法及装置。

背景技术

自动化输送领域需要采用无接触供电。

所谓无接触供电，是指输电线路和负载方在没有电气连接和物理接触，甚至两者之间还有相对运动时，实现电能传输。无接触供电系统的理论依据是电磁感应原理。新型无接触供电系统利用电磁感应耦合技术与现代电力电子技术相结合，在电源和用电设备之间不需要机械接触来进行电能传输。无接触供电与传统方式相比有以下优点：①供电系统和负载之间无任何接触，无摩擦，易维护；②不受负载运动速度的限制；③无噪声污染；④能在各种恶劣的条件下工作(如水下、冰雪天气和地下等)；⑤可采用高频，使体积减小。

图1是既有的一种无接触供电方式，其供电线路中的初级绕组(电缆或供电轨)11放置在地面上，沿线路布置，为防止初级绕组自重引起的下垂，需每隔一定距离设置一个初级绕组固定支架12来支撑。次级20放置在移动设备如车上，随车运行。次级20由铁心和绕组等构成。初级绕组11无接触地穿过次级铁心22，使初级10与次级20形成电磁感应耦合结构。通过电磁感应，次级绕组中将会产生感生电动势，从而将初级电能无接触地传输给次级绕组，然后再通过次级变换电路，获得不同电压和频率的电能，以满足车上电机和其它用电设备的需要。

由于存在初级绕组固定支架12，为使次级20能够无障碍地运行，必须将次级铁心22设计成非闭合结构，导致次级铁心22磁路断开，磁路中包含了一个大气隙。众所周知，铁磁材料的导磁率是气隙导磁率的几千倍，换句话说气隙导磁率远低于铁磁材料，要产生同样的磁场，为克服气隙磁阻所需的初级励磁电流将会大大增加，初级电能供应也需相应增大，从而使电能耦合转换效率减小。该大气隙的存在，还会使磁路漏磁场增大，并造成高频电磁辐射，很容易使系统的电磁兼容性能不合格，需要将次级放置在特殊的位置或采用磁屏蔽，增加了系统设计难度。

既有的这种移动式无接触供电装置的初、次级电磁感应示意图如图6所示，当初级绕组11中通有交流电流i时，在此电流激励下，次级铁心22中产生交变磁通，这个交变磁通同时交链初级绕组11与次级绕组21，根据电磁感应定律，次级绕组21中发生电磁感应，产生感生电动势e，实现了能量传递。再通过次级变换电路，获得不同电压和频率的电能，为运动设备提供电能。

图6表明，由于次级铁心22为非闭合结构，磁路中包含了一个大气隙，气隙磁阻远大于铁心磁阻，次级铁心22中的磁通密度B很小，而且开口处漏磁场很大。这样不但使能量传递效率很低，漏磁场产生的电磁泄漏也使系统电磁兼容性能很差。

由上可知，非闭合次级铁心22是造成无接触供电系统性能差的关键因素。

综上所述，非闭合式次级铁心中磁路气隙的存在不但增加了初级电能输入，使初、次级耦合效率降低，也存在电磁兼容性问题。

发明内容

为解决背景技术中所述的带有初级绕组固定支架的移动式无接触供电系统中，非闭合次级铁心磁路存在大气隙所导致的初级电能增加、初级和次级耦合效率降低及电磁兼容性能不达标等问题，本发明提出了一种移动式无接触不间断供电装置，为输送设备无接触供电提供一种节能、高效、可靠运行的解决方案。

本发明所采用的技术方案如下：

本发明所提出的用于输送设备的移动式无接触不间断供电装置由初级及次级构成，初级和次级之间无物理接触及电气连接。

本发明的特征在于：无接触供电的初级由初级绕组、初级绕组固定支架等构成。次级由次级铁心、绕组、电磁铁吸合装置等构成。初级固定在地面上，沿线路铺设，次级放置在运动设备如车上，随之运行。

初级绕组无接触地穿过次级绕组及次级铁心，使初、次级形成电磁耦合结构。初级绕组中通有交流电流，在此电流激励下，次级绕组中发生电磁感应，产生感生电动势，再通过次级变换电路，获得不同电压和频率的电能，为运动设备提供电能。

本发明所述的初级绕组为电缆或供电轨，沿线路铺设，并间隔一定距离安装有初级绕组固定支架，以减少初级绕组的下垂量。

本发明的所述的次级铁心为非闭合结构。