[发明专利]一种U型结构的IPT取电器及其设计方法、系统

权利要求书

1.一种U型结构的IPT取电器，其特征在于，所述取电器为U型结构，U型结构取电器的两侧磁臂的厚度为a、宽度为b，所述U型结构取电器的磁臂顶部到磁芯底部上表面之间的高度为c、两侧磁臂的间距为d、磁芯底部的高度为e、磁臂顶部到磁芯底部之间下表面之间的高度为f、磁芯导磁率为μ、取电线圈匝数为N₂，所述a、b、c、d、e、f、μ、N₂通过IPT需要的输出功率确定；

根据IPT的输出功率，确定U型取电器参数，具体包括，根据IPT需要的输出功率，并通过公式

确定U型取电器参数，其中，N_臂、N_底为U型取电器的磁臂线圈匝数和底部线圈匝数，N₁、N₂、L_p、L_s、M、U_in、ω、R分别供电轨道电缆匝数、取电线圈匝数、轨道侧电感、副边感应取电线圈电感、U型取电器的互感系数、输入电压、谐振频率、U型取电器磁芯的总磁阻及负载等效电阻。

2.一种应用权利要求1所述的U型结构的IPT取电器的系统，其特征在于，包括单相整流电路、全桥逆变电路、串联谐振电路、U型取电器；

所述单相整流电路用于将输入交流电整流成直流电；所述全桥逆变电路，用于将直流电逆变成高频交流电，并向U型取电器的提供感应电能；所述串联谐振电路，用于在轨道回路形成高频电流；所述U型取电器为U型结构，用于从轨道侧感应获取电能，并将获取的电能通过功率变换器提供给负载。

3.根据权利要求2所述的U型结构的IPT取电器的系统，其特征在于，所述单相整流电路包括二极管D1、D2、D3、D4，所述全桥逆变电路包括场效应晶体管V1、V2、V3、V4、轨道侧电感Lp、原边谐振电容Cp；所述D1、D3同向串联，所述D2、D4同向串联，所述V1的源极与V2漏极连接，所述V3的源极与V4漏极连接，所述D1、D2的负极与V1、V3的漏极连接，所述D3、D4的正极与V2、V4的源极连接；所述Lp的一端通过Cp连接V1的源极，另一端连接V4的漏极。

4.根据权利要求3所述的U型结构的IPT取电器的系统，其特征在于，还包括U型取电器参数确定模块，所述U型取电器参数确定模块，用于通过IPT的输出功率，确定U型取电器参数，其中，所述U型取电器参数包括两侧磁臂的厚度a、宽度b、磁臂顶部到磁芯底部上表面之间的高度c、两侧磁臂的间距d、磁芯底部的高度e、磁臂顶部到磁芯底部之间下表面之间的高度f、磁芯导磁率为μ、取电线圈匝数为N₂。