[实用新型]一种可调电感器及电抗补偿型无线充电系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种可调电感器及电抗补偿型无线充电系统。

背景技术

随着电动汽车的发展，无线充电的应用也越来越普遍。

由于无线充电是基于谐振耦合，利用磁场振动传输电能，因此需要让无线充电系统时刻处于谐振状态。

现有技术中，一般会采用两种方法：利用晶闸管控制电抗器(TCR)和正交磁芯可调电感这两种装置来补偿电感。利用TCR的缺点在于：无线充电由于负载接收谐振频率不同，电能传输频率变化较大，TCR工作于变频无功补偿，控制复杂，成本较高并且会产生大量谐波，影响无线充电效率。利用正交磁芯可调电抗器的缺点在于：正交磁芯可调电抗器的控制电流较大，发热量大，并且可调电感量小。

因此设计一种控制简单，发热量小的可调电感，以及将该电感用作无谐波的电抗补偿装置，对提高无线充电效率很有必要。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种可调电感器及电抗补偿型无线充电系统，该可调电感器结构简单而独特，易于实施。

实用新型的技术解决方案如下：

一种可调电感器，包括三个平行布置的带铁芯的电感线圈L1、L2和L3；电感线圈L2位于电感线圈L1和L3之间；

且电感线圈L1和L3的耦合方向相反，电感线圈L2与L1的耦合方向相同；

可调电感器还包括用于驱动电感线圈L2作直线运动的驱动机构；

通过驱动电感线圈L2在电感线圈L1与L3之间移动以改变电感器整体的电感。三个电感线圈的轴心线重合，形状大小相同。

电感线圈L1与L3之间的距离保持不变。

所述的可调电感器还包括用于调节电感线圈L1与L3之间距离的手动调节机构或电动调节机构，手动调节机构或电动调节机构为现有成熟技术，可以通过丝杆、螺杆或带轮等机构实现。

所述的驱动机构包括电机、转轮和轴杆；电机驱动转轮转动，轴杆的一端连接电感线圈L2，轴杆的另一端与转轮连接；电感线圈L2安装在滑杆上，电机转动时，带动转轮旋转，转轮再驱动电感线圈L2沿滑杆做直线运动，滑杆沿电感线圈L2的轴向固定。滑杆起到导轨的作用。

滑杆为一根或2根，采用2根时，运行平稳性更佳，滑杆为2根时，2跟滑杆平行布置。

所述的驱动机构为丝杆驱动机构、皮带驱动机构或拉线式驱动机构。丝杆驱动机构如采用滚珠丝杠；皮带驱动机构，电机驱动2个带轮旋转，带轮上张设有同步带，线圈L2固定在同步带上，与同步带联动；拉线式驱动机构：包括电机、线轮和必要的滑轮，电机带动线轮旋转实现拉线的收线和放线，拉线与线圈 L2相连，因此，通过拉线能实现线圈L2的平移；

本实用新型的技术路线在于：在2个耦合方向相同的电感线圈L1和L3之间设置一个电感线圈L2；电感线圈的耦合方向与电感线圈L1相反；

通过驱动机构改变电感线圈L2在电感线圈L1和L3之间的位置，以实现电感的调节；

当电感线圈L2滑到电感线圈L1一端时，电感量最大，为2L+2M1；

M1为电感线圈L1和L2最大互感；

当电感线圈L2滑到电感线圈L3一端时，电感量最小，为2L-2M2；

M2为电感线圈L2和L3最大互感；

电感线圈L1和L2的电感值相等，均为L。

采用前述的可调电感器实现电感调节。

一种电抗补偿型无线充电系统，包括交流电源、电抗补偿装置、发射线圈和接收线圈；交流电源为发射线圈供电，接收线圈与发射线圈耦合；电抗补偿装置与发射线圈并联，所述的电抗补偿装置采用所述的可调电感器。

交流电源的供电回路中串联有电容。

另外，电感线圈L1和L3可以设置很多抽头，抽头上设置继电器，通过继电器可切换各抽头，从而改变电感线圈L1和L3的电感量；

另一种方式：电感线圈L1和L3可以设置很多抽头，多个抽头上多路切换开关(如4选一开关，或8选一开关)，通过多路切换开关可切换各抽头，从而改变电感线圈L1和L3的电感量；

另一种方式：电感线圈L1和L3可以设置很多抽头，滑动端在抽头间滑动，每次总会接触2个抽头，其中一个抽头是有效连接--类似于滑动变阻器的原理。

2个电感线圈的耦合方向相同可以用2种方式实现：(1)2个线圈的绕线方向相同，且2个电感线圈的异名端相连，(2)2个线圈的绕线方向相反，且2个电感线圈的异名端相连