[发明专利]移动受电体及应用该受电体的行波式非接触供电系统

说明书

本发明公开了移动受电体及应用该受电体的行波式非接触供电系统。接触网为移动体输电会占用大量空间区域，且遇到不良气候时容易出现各类故障。本发明移动受电体，包括n个接收行波耦合段。接收行波耦合段包括两个受电开放式波导。两个受电开放式波导的两个输入端均悬空。应用该移动受电体的行波式非接触供电系统，包括供电模块和受电模块。供电模块包括交流电源和发射行波耦合段。发射行波耦合段包括供电开放式波导。受电模块包括移动受电体和功率管理组件。功率管理组件包括n个整流电路组。n个整流电路组与移动受电体内的n个接收行波耦合段分别对应。本发明能够在移动受电体进行长距离高速移动的过程中，保证持续高效的电能耦合。

技术领域

本发明属于无线输电技术领域，具体涉及一种移动受电体及应用该受电体的行波式非接触供电系统。

背景技术

无线输电技术是当前电力电子科技发展的热点。该技术可广泛应用于家用电器，工业机器人，医疗器械，航空航天，油田矿井，水下作业等诸多领域，具有技术变革的巨大潜力。在2007年，麻省理工大学Marin教授团队利用磁共振原理隔空点亮了两米外的灯泡，使人类深刻地意识到无线电能传输的潜在可能。

各种电力供应系统中，移动终端，特别是大功率移动体(如高铁列车等)的供电相对困难。一般而言，为大功率移动体的输送电力，一般采用接触网实现，其弊端在于不仅造价昂贵、维护较难，而且占用大量空间区域，遇到不良气候还容易出现各类故障。通过非接触方式对移动体进行供电是解决前述各类问题的潜在优良方案。在这方面，现有思路是在移动体行进的道路路基下方或道路两旁连续地安置多个磁共振线圈，通过磁耦合的方式将电能以高频方式输送给移动体，其需要海量的高品质线圈和高频信号源，缺点是造价极高，安装调试难度极大，且不能保证能量高效耦合的鲁棒性。

发明内容

本发明的目的在于提供一种长距离行波式非接触供电系统及移动受电体。

本发明移动受电体，包括n个接收行波耦合段。接收行波耦合段包括两个受电开放式波导。两个受电开放式波导一端为开路，另一端为输出端。

两个受电开放式波导的空间位置关系满足以下两种方案中的一种：

(1)受电开放式波导的物理长度等于0.25·λ₂。λ₂为受电开放式波导所传输电磁波的波长。两个受电开放式波导的开路端朝向不同侧。

两个受电开放式波导开路端的间距其中，b为奇数。

(2)受电开放式波导的物理长度等于0.25·λ₂。两个受电开放式波导的开路端朝向同一侧。其中一个受电开放式波导开路端与另一个受电开放式波导输出端的间距L₃小于或按0.01·λ₂照如下表达式：

其中，c为不等于零的偶数。

应用该移动受电体的行波式非接触供电系统，包括供电模块和受电模块。所述的供电模块包括交流电源和发射行波耦合段。所述的发射行波耦合段包括供电开放式波导。所述供电开放式波导的输入接线端与交流电源的输出接口相连。

所述的受电模块包括移动受电体和功率管理组件。功率管理组件包括n个整流电路组。n个整流电路组与移动受电体内的n个接收行波耦合段分别对应。整流电路组包括两个整流电路。

所述的接收行波耦合段内其中一个受电开放式波导的输出接口与对应整流电路组内其中一个整流电路内输入接口相连。接收行波耦合段内另一个受电开放式波导的输出端与对应整流电路组内另一个整流电路内输入端相连。

进一步地，所述的供电模块还包括匹配电路网络。所述的匹配电路网络设置在交流电源与供电开放式波导之间。匹配电路网络的输入接口与交流电源的输出接口相连，输出接口与供电开放式波导分别相连。