[发明专利]一种输出电压恒定的三相动态无线电能传输系统

说明书

技术领域

本发明涉及感应电能传输技术领域，特别是一种输出电压恒定的三相动态无线电能传输系统。

背景技术

感应电能传输技术已应用于轨道交通列车、电动汽车等大功率设备供电中。与传统通过导线直接物理接触的电能传输技术相比，感应电能传输技术工作过程中不存在接触火花、漏电、受雨雪尘土影响等问题，有效提高了供电安全性和可靠性，该技术已经广泛运用于内置式医疗装置、消费电子产品、照明和电动汽车等领域。

感应电能传输系统的结构和工作过程为：工频交流电经过整流器整流成直流电，直流电在高频逆变器作用下变换成高频的交流电；高频的交流电在初级线圈上激发高频磁场；与初级线圈并不直接接触的次级能量拾取线圈耦合高频磁场感应出同频交变电压，经过次级电路的电能变换装置变换成负载所需的电能形式供给负载，实现能量的非接触式传输。

近年来，在公共交通等领域感应电能传输系统的应用越来越广泛。然而大多数的研究主要集中在静态感应电能传输系统，与动态感应电能传输系统相比较，静态感应电能传输系统需要较长的充电时间，并且对发射机构和接收机构的相对位置要求很高；应用静态感应电能传输方法的设备，必须带有电池等储能设备，频繁的充、放电将大大减少电池的使用寿命，从而增加了设备的制造成本。动态感应电能传输系统可以很好的解决上述问题，但是在现有的动态供电系统中，系统输出功率会随着接收设备的位置变化产生很大的波动，从而造成系统的不稳定。为了减小这个波动，有的方法是采用控制电路来稳定系统的输出，这种方法成本较高，装置复杂，且系统可靠性较低；本方法通过对发射机构结构的优化从而实现了系统输出电压的稳定，结构简单，系统可靠性高，整体成本低，易于实现。

发明内容

本发明的目的是提供一种输出电压恒定的三相动态无线电能传输系统，该装置结构简单、操作方便，可以有效地降低系统输出电压的波动，使输出电压恒定，从而确保感应电能传输系统的稳定工作、高效运行。

实现本发明目的的技术方案如下：

一种输出电压恒定的三相动态无线电能传输系统，包括：

高频三相逆变器H的A相输出端依次通过谐振电感L_PA、补偿电容C_TA连接到初级线圈L_TA的一端，初级线圈L_TA的另一端连接到直流电源E的负极；谐振电容C_PA的一端连接到谐振电感L_PA和补偿电容C_TA之间，另一端连接到直流电源E的负极；

高频三相逆变器H的B相输出端依次通过谐振电感L_PB、补偿电容C_TB连接到初级线圈L_TB的一端，初级线圈L_TB的另一端连接到直流电源E的负极；谐振电容C_PB的一端连接到谐振电感L_PB和补偿电容C_TB之间，另一端连接到直流电源E的负极；

高频三相逆变器H的C相输出端依次通过谐振电感L_PC、补偿电容C_TC连接到初级线圈L_TC的一端，初级线圈L_TC的另一端连接到直流电源E的负极；谐振电容C_PC的一端连接到谐振电感L_PC和补偿电容C_TC之间，另一端连接到直流电源E的负极；

还包括：次级线圈L_S的一端通过次级补偿电容C_S连接到整流滤波电路K的一个输入端相连，次级线圈L_S的另一端连接到整流滤波电路K的另一个输入端，整流滤波电路K的输出端连接到负载R；

所述初级线圈L_TA包括并联的发射线圈A1、A2、…、An，初级线圈L_TB包括并联的发射线圈B1、B2、…、Bn，初级线圈L_TC包括并联的发射线圈C1、C2、…、Cn；还包括平板磁芯F，所有的发射线圈按照A1、B1、C1、A2、B2、C2、…、An、Bn、Cn的顺序依次放置在平板磁芯F上方，相邻两发射线圈互相重叠；所述级次线圈L_S包括接收线圈S，还包括平板磁芯G，接收线圈S放置在平板磁芯G下方；接收线圈S和平板磁芯G位于发射线圈A1、B1、C1、A2、B2、C2、…、An、Bn、Cn的上方，接收线圈S和平板磁芯G沿发射线圈A1、B1、C1、A2、B2、C2、…、An、Bn、Cn排列的方向前后运动。