[发明专利]用于分析正交拾电器中耦合系数与功率之间关系的方法

权利要求书

1.一种用于分析正交拾电器中耦合系数与功率之间关系的方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：

第一步：建立感应耦合电能传输系统拾电器的电路模型

选择常用的E型磁芯，建立E型拾电器的松耦合变压器结构模型；

采用互感等效原理，建立E型拾电器的松耦合变压器互感等效电路模型

采用原边串联、副边并联补偿拓扑结构，建立感应耦合电能传输系统E型拾电器的松耦合变压器等效电路型；

对上述建立的模型进行分析，根据基尔霍夫电压定律和基尔霍夫电流定律，推导出拾电器输出的功率，将耦合系数带入拾电器输出的功率中，得到耦合系数与输出功率的关系式；

第二步：建立松耦合变压器静磁场，分析松耦合变压器的耦合系数；

建立E型松耦合变压器将磁场，分析E型松耦合变压器耦合系数低的原因；

分析应用于自动导引运输车常用的E型和U型两种磁芯结构，磁芯不同则导轨布线的不同，将缠绕在磁芯上的线圈结合起来，采用第一个线圈绕在E型磁芯的中间芯柱上，第二个线圈垂直于第一个线圈绕在E型磁芯的两侧的结构，构成正交拾取结构；

第三步：建立传统拾电器仿真模型，得到传统拾电器的耦合系数和输出功率；

在Ansoft Maxwell仿真软件中建立传统拾电器二维仿真模型；

在传统拾电器二维仿真模型中，建立静态场，通过改变拾电器相对于轨道的横向偏移距离，得到拾电器的耦合系数；

在传统拾电器二维仿真模型中，通过外加的电路建立瞬态场，改变拾电器相对于轨道的横向偏移距离，得到拾电器的输出功率；

第四步：建立正交拾电器的仿真模型，得到正交拾电器的耦合系数和输出功率；

在Ansoft Maxwell仿真软件中建立传统拾电器二维仿真模型；

在正交拾电器二维仿真模型中，建立静态场，通过改变拾电器相对于轨道的横向偏移距离，得到拾电器的耦合系数

在正交拾电器二维仿真模型中，通过外加的电路建立瞬态场，正交线圈采用并联整流方式，两个线圈经过各自整流之后向负载供电，改变拾电器相对于轨道的横向偏移距离，得到拾电器的输出功率；

第五步：对传统拾电器和正交拾电器进行实验；

原边导轨线圈和副边线圈采用1200股的Litz线，使用JK2816C通用高频数字电桥测量原边和副边线圈的自感和互感，进而得到拾电器的耦合系数，通过开发的拾电器进行实验分析，拾电器每偏移一次，则记录一次拾电器的耦合系数和输出功率；如果实验和仿真结果能够很好的匹配，那就证明正交拾电器比传统拾电器有更强的横向偏移容忍度。