[发明专利]一种六圈式电能无线传输设施

说明书

技术领域

本发明属于电能传输技术领域，具体涉及一种六圈式电能无线传输设施。

背景技术

“电能无线传输”是利用无线电磁波、电磁场、电路、磁路等综合电能传输新技术的汇集，是指电能传输设施不用电导线(即无线)在发送设施与接收设施之间进行电能无线传输的一种高端高新技术。

电能无线传输类似于用无线电波来接收手机、广播、电视等通信信息而有别之，即无线输电与无线通信在工作原理上虽然有些相似点，但两者的技术目标要求不同，后者(无线通信)目标是传输加载于无线电波之上的信息(不在意传输效率和传输功率)，只要在接收设施中能选出所需频率信号即可；而前者(无线输电)主要技术目标是电能无线传输，其追求传输效率尽可能高/传输功率尽可能大/传输距离尽可能长，即追求高电压大电流长距离电能无线传输技术目标。

近程微小“电能无线传输”技术，例如电磁感应式微小电能(如便携式终端非接触式充电所用的电能)无线传输技术业已商化并且逐渐广泛应用。

然而，对大功率电气技术，如：电力系统输电技术、新能源电动汽车充电技术、新能源发电系统并网技术等，电能无线传输技术仍然存在传输效率非常低等问题，从而导致电能(尤其是大功率电能)高效率无线传输至今依然尚未实用化、工程化、商业化、普及化。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提出了一种六圈式电能无线传输设施。

为了达到上述目的，本发明的技术方案如下：

一种六圈式电能无线传输设施，包括：发射设施和接收设施；

发射设施包括：

发射频率调整线圈，与接收设施中的接收频率调整线圈进行谐振耦合，用于调整发射频率；

电源线圈，与待发射电能源相连，用于产生高频振荡电源，并且与发射线圈进行电磁耦合；

发射线圈，与电源线圈进行电磁耦合，与发射频率调整线圈相连，用于向外发射电磁波，形成非辐射磁场；

接收设施包括：

接收频率调整线圈，与发射设施中的发射频率调整线圈进行谐振耦合，用于调整接收设施中的谐振频率；

接收线圈，与负载线圈进行电磁耦合，与接收频率调整线圈相连，用于接收发射设施发射出的磁场能量；

负载线圈，与接收线圈进行电磁耦合，用于分隔接收线圈和用电负载。

本发明一种六圈式电能无线传输设施，用于电能的无线传输，其包括发射设施与接收设施。发射设施主要包括：发射频率调整线圈、电源线圈以及发射线圈；接收设施主要包括：接收频率调整线圈、接收线圈以及负载线圈。

当接收线圈的固有频率与接收到的非辐射电磁波频率相同时，接收设施中的LC振荡设施产生振荡电流最强，即完成磁能到电能的转换，从而实现电能无线传输。

在上述设施基础上，还可做如下优化：

作为优化的方案，发射频率调整线圈、电源线圈、发射线圈、接收频率调整线圈、接收线圈以及负载线圈均包含芯柱以及缠绕于芯柱上的绕线。

进一步，芯柱由既不导磁又不导电绝缘材料制成。

采用上述优化的方案，六圈式电能无线传输设施的传输机理有些类似于空心分离式变压器芯柱(即类似于用非导磁非导电绝缘材料制成的芯柱：相当于空气芯柱)取代了普通变压器既导磁又导电的铁磁芯柱，从而导致了磁力线无定向“捷径”通过负载线圈相铰链，因此在较短距离下，才能实现较高频率的较大功率传输。

作为优化的方案，芯柱为工程塑料芯柱。

采用上述优化的方案，传输效果良好。

作为优化的方案，在发射线圈的端部设有准椭圆金属体；且在接收线圈的端部设有球形金属体。

进一步，准椭圆金属体和球形金属体均用导电导磁金属材料制成。

采用上述优化的方案，传输效果较好。

作为优化的方案，发射线圈的端部和接收线圈的端部均用导电导磁优质金属材料制成。

采用上述优化的方案，传输效果更好。

作为优化的方案，发射频率调整线圈、电源线圈、发射线圈、接收频率调整线圈、接收线圈以及负载线圈的直径均相同。

采用上述优化的方案，传输效果更好。

作为优化的方案，发射线圈与接收线圈之间的电能无线传输有效距离为发射线圈或接收线圈直径的4-5倍。

采用上述优化的方案，在相同条件下电能无线传输效率较高、传输功率较大。

作为优化的方案，发射线圈与接收线圈之间的电能无线传输距离不小于发射线圈或接收线圈的直径。

采用上述优化的方案，传输效果更好。