[实用新型]一种基于电磁感应的轨道小车充电装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及电磁感应耦合电能传输技术领域，具体涉及一种地下轨道小车的非接触式充电装置及其充电方法。

背景技术

在煤矿井中，轨道小车承担着运输各种机械设备等重要职责，然而小车的电源供电却成了这类重要设备进入实用阶段的障碍。现有的矿用电源供电通常采用两种方式：一部分采用电缆方式直接供电；另一部分采用滑触线和集电器供电。这两种供电方式电源与负载之间必须要有直接的物理连接，在矿井等易燃易爆场合下，它具有很多缺陷和不足，比如系统的安全性及其可靠性、使用寿命低以及地下钻井液和水的腐蚀等，这些都会带来人身和设备安全的风险。

因此，为了克服上述缺陷，迫切需要引入一种非接触式的电能传输方法，运用电磁感应原理进行电能传输，消除物理连接所带来的缺陷以及安全隐患。

实用新型内容

本实用新型为了解决上述问题而提供了一种基于电磁感应的轨道小车充电装置。

本实用新型所要解决的技术问题采用以下技术方案来实现：

一种基于电磁感应的地下轨道小车充电装置,其特征在于包括受电装置和送电装置,所述的受电装置设置于轨道小车上,包括次级线圈、整流滤波电路以及功率调节电路,所述的送电装置被设置成不与上述受电装置接触，包括整流滤波电路、高频调制电路、谐振功放电路以及初级线圈，所述的送电装置整流滤波电路输入端与工频交流电连接，输出端与所述的高频调制电路连接，所述的高频调制电路输出端与所述的谐振功放电路输入端连接，所述的谐振功放电路输出端与所述的初级线圈连接，所述的初级线圈为充电输出端,所述的送电装置与轨道小车所在隧道对应位置固定连接,所述的送电装置通过电磁感应来向所述的受电装置传输电力，当所述的送电装置初级线圈与所述的受电线圈次级线圈在一定距离范围内,且初级线圈的发射频率与次级线圈回路的频率相同时，就能实现电能的高效稳定传输。所述的送电装置分布点设置多个，满足日常作业时轨道小车的供电需求。

一种基于电磁感应的地下轨道小车送电装置，其特征是所述的受电装置固定在轨道小车底部，作为接收外部电力的接收端，所述的送电装置与轨道小车所在隧道对应位置固定连接，作为发送电力的发送端,所述的受电装置和送电装置均包含两个接收端和发送端，用于提高电能的传输效率。

当小车需要充电时，移动小车使其靠近初级电感位置，当小车与初级电感位置对应时为最好，此时，工频交流电经整流滤波电路，再经过高频调制电路变为高频的交流电，高频交流电经初级线圈向次级线圈发射电磁能量，次级线圈就会感应出相应频率感应电压，再经整流滤波稳压后向小车电池稳定充电。

更具体地，所述送电装置的整流滤波电路和谐振功放电路主要由NE555信号发生器、6N137光电耦合芯片和开关电路构成，所述的NE555芯片是一个用途很广且只需少数的电阻和电容，便可产生各种不同频率的脉波讯号，所述的6N137光耦合器是一款用于单通道的高速光耦合器，主要用途包括高速数字开关等,进一步地,为了得到所需输出功率,开关电路选择漏极功耗足够大的场效应管,其工作电流和漏极电压都较高,既保证能提供足够的振幅同时又不毁坏MOS管,因此本设计电路选择IRF540。

本实用新型的有益效果是：一种基于电磁感应的地下轨道小车充电装置采用非接触式供电方式，避免导线直接供电及接触火星带来的安全隐患，同时具有传输效率高、布设简单、安全系数高等优点，给井下作业带来诸多便捷。

附图说明

图1非接触式供电系统系统结构示意图。

图2非接触式供电系统电能发射电路图。

图3非接触式供电系统电能接收电路。

图4本实用新型的实施方式结构图。

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、图2、图3所示，一种基于电磁感应的轨道小车充电装置，包括受电装置：含有次级线圈、整流滤波电路、功率调节电路；送电装置：含有高频调制电路、谐振功放电路以及初级线圈。所述受电装置固定在轨道小车底部固定部位，所述送电装置与轨道小车的受电装置相对应地固定连接,所述送电装置整流滤波电路的输入端与工频交流电连接，输出端与所述高频调制电路连接，所述高频调制电路的输出端与所述谐振功放电路输入端连接，所述谐振功放电路的输出端与所述初级线圈连接，所述初级线圈为充电输出端，所述送电装置通过电磁感应向安装在轨道小车上的受电装置传输电力。