[发明专利]一种直流供电系统和系留飞行器

说明书

技术领域

本发明涉及一种直流供电系统和系留飞行器。

背景技术

随着科技进步和军事现代化的发展，空中预警、空中巡航监控、空中电子通讯、空中侦察、空中试验、科研探测、航拍、遥感测绘、灾情监控等等，无疑都离不开机器人、飞行器。机器人、飞行器优点不少，但缺点也很明显：首先是在执行长时间任务时，其供电问题很难真正得到解决；其次是在数据传输过程中无线信号易受到周边复杂环境的影响。在此情形下应运而生的各类系留遥控机器人、系留飞行器能够很好地解决这类问题。

各类系留遥控机器人、系留飞行器是依靠与控制中心联接的缆线操纵行动，使用电缆遥控操纵系留遥控机器人、系留飞行器的优点是：（1）能长时间提供动力；（2）有高速率数据传送能力；（3）与控制中心之间的联系可靠，不会受到无线电或其他信号的干扰。通过系缆中的输电线缆使得地面电源连续向系留平台供电，实现飞行器长时间滞空飞行。

虽然系留飞行器、系留机器人、系留气球飞艇、系留遥控飞艇的优势非常显著，但由于其长距离供电以及位置改变导致的线缆拉扯等因素，使得提供一个稳定的长距离供电的系留电源成为系留式装置首先需要解决和完善的问题。

系留电源需要使用卷线器实现电缆的收放，传统的卷线器使用电刷环实现固定部分与转动部分的电能传递。通过电刷和滑环向转动部件供电的方案中，具体来说，电刷是固定的，滑环是转动的，必须保证两者稳定的接触。

缺点包括：

1- 持续的机械磨损，需要定期维护；

2- 可靠性不好，电刷与滑环之间容易发生接触不良；

3- 安全性不好，电刷与滑环不但暴露在外，而且两者之间容易产生电弧；

4- 绝缘保护要求较高。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种能够实现稳定电能传递的直流供电系统和设置该直流 供电系统的系留飞行器。

根据本发明提供的一种直流供电系统，包括固定部分和旋转部分；所述固定部分包括供电端和第一线圈；所述旋转部分包括第二线圈；

所述供电端将交流电传输至所述第一线圈，通过该第一线圈产生一交变磁场，所述第二线圈感应所述交变磁场产生交变的感应电流；所述第二线圈的旋转中心轴、所述第二线圈的中心轴、所述第一线圈的中心轴三轴共线；所述旋转部分以所述第二线圈的旋转中心轴正向或反向旋转，从而实现长电缆的收卷和释放。

作为一种优化方案，所述旋转部分还包括整流部分，所述整流部分用于将所述感应电流整流为输出直流。

作为一种优化方案，所述旋转部分还包括卷线器，所述卷线器上绕设所述长电缆，所述卷线器用于：与所述第二线圈同步旋转，从而实现所述长电缆的收卷和释放。

作为一种优化方案，所述整流器为桥式整流器。

作为一种优化方案，所述供电端还包括高频电力电子变流器，所述高频电力电子变流器用于将输入直流变成高频交流电传输至所述第一线圈。

作为一种优化方案，所述高频电力电子变流器为桥式高频电力电子变流器。

作为一种优化方案，所述第一线圈的匝数小于所述第二线圈的匝数。

作为一种优化方案，所述第一线圈中设有磁芯。

作为一种优化方案，所述第二线圈中设有磁芯。

基于同一发明构思，本发明还提供一种系留飞行器，包括上述的直流供电系统。

与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：

本发明提供的直流供电系统将输入直流低压逆变成为高频低压，通过转动的变压器变成高频高压，整流成为高压直流，不需要电刷和滑环就可以直接输出到长电缆。本发明不但避免了使用电刷和滑环，由此就避免了现有技术中电刷的缺点，在旋转收放长电缆的过程中也可以保证输出电流的稳定，且电磁感应的无接触特点使得系统的使用寿命更长。而且本发明提供的供电系统现对于目前使用的供电结构不增加新的模块，避免增加系统的繁杂程度。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。附图中：

图1是可选实施例中的一种直流供电系统结构框图；

图2是可选实施例中的一种高频电力电子变流器电路示意图；

图3是可选实施例中的第一线圈和旋转部分电路示意图；

图4是可选实施例中的设有第一线圈和/或第二线圈的磁芯侧视图；