[发明专利]一种对随物体旋转运动电气设备的无线供电系统

权利要求书

1.一种对随物体旋转运动电气设备的无线供电系统，其特征在于，该无线供电系统包括电能发射装置、发射侧补偿电路、旋转耦合机构、接收侧补偿电路和电能变换装置；

所述的电能发射装置，将直流电输入到逆变装置中产生高频交流电，该高频交流电经过发射侧补偿电路后，施加在旋转耦合机构中的发射线圈组上；

所述的发射侧补偿电路补偿发射线圈中的感抗，降低发射侧回路的无功功率，使用一个或多个电容进行串联或并联构成电容网络；

所述的旋转耦合机构包括发射线圈组和接收线圈组，发射线圈组的几何中心与接收线圈组的几何中心对齐，其中发射线圈组保持静止，接收线圈组与负载相对静止并共同绕轴转动；所述的发射线圈组由多个直径相同的平面螺旋形线圈组成，所有发射线圈的圆心均匀分布在一个以转动轴为圆心的圆周上，相邻两线圈边缘外切，所有线圈相互串联，连接方式保证相邻两个线圈电流方向相反，即一个为顺时针，另一个则为逆时针；所述的接收线圈组由多个直径相同的平面螺旋形线圈组成，相邻两线圈部分重合，重合部分上下交叠放置，每个接收线圈均与各自的补偿电路和全桥整流电路相连接；

所述的接收侧补偿电路补偿接收线圈中的感抗，降低接收侧回路的无功功率，使用一个或多个电容进行串联或并联构成电容网络；接收线圈组中的每一个线圈均连接各自的补偿电路；

所述的电能变换装置将接收到的电能转换为负载所需要的电能，为负载供电。

2.根据权利要求1所述的一种对随物体旋转运动电气设备的无线供电系统，其特征在于，所述的电能发射装置中的逆变装置可使用全桥、半桥或E类逆变器。

3.根据权利要求1或2所述的一种对随物体旋转运动电气设备的无线供电系统，其特征在于，所述的旋转耦合机构中的发射装置中发射线圈数量应为偶数，且不少于四个，旋转耦合机构中的接收装置中接收线圈数量不少于两个。

4.根据权利要求1或2所述的一种对随物体旋转运动电气设备的无线供电系统，其特征在于，所述的旋转耦合机构中的接收装置中任意两个接收线圈中心与转动轴心连线的夹角均小于等于其发射装置中相邻两个发射线圈中心与转动轴心连线夹角的一半。

5.根据权利要求3所述的一种对随物体旋转运动电气设备的无线供电系统，其特征在于，所述的旋转耦合机构中的接收装置中任意两个接收线圈中心与转动轴心连线的夹角均小于等于其发射装置中相邻两个发射线圈中心与转动轴心连线夹角的一半。

6.根据权利要求1或2或5所述的一种对随物体旋转运动电气设备的无线供电系统，其特征在于，所述的电能变换装置中使用多组桥式整流电路与一个滤波电容为直流负载供电，其中接收线圈组中的每一个接收线圈及其对应的补偿电路均与一组全桥整流电路连接，所有全桥整流电路直流侧均并联同一个滤波电容，将接收到的交流电转换为直流电，从而对负载进行供电。

7.根据权利要求3所述的一种对随物体旋转运动电气设备的无线供电系统，其特征在于，所述的电能变换装置中使用多组桥式整流电路与一个滤波电容为直流负载供电，其中接收线圈组中的每一个接收线圈及其对应的补偿电路均与一组全桥整流电路连接，所有全桥整流电路直流侧均并联同一个滤波电容，将接收到的交流电转换为直流电，从而对负载进行供电。

8.根据权利要求4所述的一种对随物体旋转运动电气设备的无线供电系统，其特征在于，所述的电能变换装置中使用多组桥式整流电路与一个滤波电容为直流负载供电，其中接收线圈组中的每一个接收线圈及其对应的补偿电路均与一组全桥整流电路连接，所有全桥整流电路直流侧均并联同一个滤波电容，将接收到的交流电转换为直流电，从而对负载进行供电。