[发明专利]一种无线能量传输系统和能量传输方法

说明书

本发明涉及一种无线能量传输系统和能量传输方法，所述系统包括：能量源及布置于同一水平线的n级中继单元；所述n级中继单元中的第一级中继单元与能量源的输出端连接；所述n级中继单元中的第一级中继单元，用于接收所述能量源发送的能量并将该能量传递至下一级中继单元；所述n级中继单元中各级中继单元之间通过谐振方式进行非接触式能量传递；其中，n为大于2的正整数。本发明提供的无线能量传输系统，不仅能够提高输电效率还能满足高绝缘要求，保证供电安全。

技术领域

本发明涉及柔性输电领域，具体涉及一种无线能量传输系统和能量传输方法。

背景技术

在柔性交流输电系统中，高压大功率电力电子设备通常需要多个电力电子开关器件串联起来连接到母线中以支撑较高的母线电压，但是，这些电力电子开关器件的驱动电源需要有效隔离。和传统的功能方式不同，无线送能技术通过磁场或电场传输能量，而无需直接接触，因此可以大大提高系统的绝缘等级，因此适合为柔性交流输电系统的电力电子开关器件提供隔离的供电电源。

在传统的无线能量传输系统中，只有一个发送线圈和一个接收线圈，这种单一路径的能量传输方式并不适用于柔性交流输电系统中需要为多个负载供电的要求，因此，需要提供一种使用多个中继线圈进行能量无线传输的系统为多个负载供电。然而，这种形式的无线能量传输系统中，每个负载接收到的能量和负载的电阻大小有关，各个负载的功率调节是互相耦合的，这就给负载的功率控制带来了难度。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提高输电效率、满足高绝缘要求、保证供电安全。

本发明的目的是采用下述技术方案实现的：

一种无线能量传输系统，其改进之处在于，所述系统包括：能量源及布置于同一水平线的n级中继单元；

所述n级中继单元中的第一级中继单元与能量源的输出端连接；

所述n级中继单元中的第一级中继单元，用于接收所述能量源发送的能量并将该能量传递至下一级中继单元；

所述n级中继单元中各级中继单元之间通过谐振方式进行非接触式能量传递；

其中，n为大于2的正整数。

优选的，所述n级中继单元中各中继单元间的距离相等。

优选的，所述中继单元包括：依次布置于同一水平线的第一能量闭环回路、铁氧体和第二能量闭环回路。

进一步的，所述第一能量闭环回路由第一中继线圈和与所述第一中继线圈连接的电容组成；

所述第二能量闭环回路由依次连接的第二中继线圈、电容和负载组成；

所述第一中继线圈，用于通过谐振方式将接收到的能量传递至所述第二中继线圈；

所述第二中继线圈，用于为所述柔性交流系统中的负载提供能量并通过谐振方式将剩余能量传递至下一级中继单元的第一中继线圈。

进一步的，所述铁氧体放置于所述第一能量闭环回路和所述第二能量闭环回路的中间处。

进一步的，所述第一中继线圈和所述第二中继线圈采用双极性线圈结构。

优选的，所述能量源由直流母线电压和与所述直流母线电压连接的H桥逆变器组成。

进一步的，所述H桥逆变器包括：

第一MOSFET、第一二极管D1、第二MOSFET、第二二极管D2、、第三MOSFET、第三二极管D3、第四MOSFET、第四二极管D4；

所述第一MOSFET的漏极与第一二极管D1的负极连接；

所述第二MOSFET的漏极与第二二极管D2的负极连接；