[发明专利]一种WPT线圈耦合结构

说明书

本发明公开了一种WPT线圈耦合结构，包括发射极柱和接收极柱，接收极柱同轴套设于发射极柱外侧且不与发射极柱表面接触，发射极柱外侧绕设有发射线圈，接收极柱表面绕设有接收线圈，接收极柱能够沿发射极柱轴线移动，接收极柱上的接收线圈缠绕长度小于发射极柱上发射线圈的缠绕长度，利用相互套设设置的发射极柱和接收极柱，接收极柱可相对发射极柱转动和上下移动，便于调整接收极柱的使用位置，能够实现同轴滑动及360度自由旋转的无线功率传输，能够实现线圈载具内的平面接收线圈实现接收级的自由定位和任意方向充电，结构简单，传输效率稳定，解决了现有传输线圈结构存在的角度和横向位移偏差。

技术领域

本发明属于电力电子无线功率传输研究领域，涉及一种WPT线圈耦合结构。

背景技术

无线功率传输技术(WPT)被广泛应用于电动汽车充电、植入式医疗设备、水下机器人及物联网等领域。

在现有研究中，针对不同的无线功率传输应用场合，设计出了不同形状的传输线圈，如圆形、方形和螺旋线圈等。已公开的发明专利如：《基于曲面柔性线圈的可穿戴设备无线充电系统的设计方法》公开了一种曲面柔性接收线圈的等效模型，其中发射线圈采用矩形线圈，接收线圈采用圆形线圈，确定与线圈曲率角对应的接收线圈最优尺寸，保证系统无线传输功率最大，提高了不同的穿戴人群和使用场合下系统的无线传输效率。《一种三维全向无线电能传输发射装置及其制备方法》公开了一种三维全向无线电能传输发射装置，包括碗状载具线圈及通电后能产生三维全向磁场的线圈集。该装置能在线圈载具中产生分布均匀的三维全向磁场，但是传输线圈结构存在的角度和横向位移偏差，从而导致不同位置状态时无线功率传输效率低下。

发明内容

本发明的目的在于提供一种WPT线圈耦合结构，以克服现有技术的不足。

为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种WPT线圈耦合结构，包括发射极柱和接收极柱，接收极柱同轴套设于发射极柱外侧且不与发射极柱表面接触，发射极柱外侧绕设有发射线圈，接收极柱表面绕设有接收线圈，接收极柱能够沿发射极柱轴线移动，接收极柱上的接收线圈缠绕长度小于发射极柱上发射线圈的缠绕长度。

进一步的，接收极柱的内表面与发射线圈外表面间距为0.1-2cm。

进一步的，接收极柱的管壁厚度为0.1-1cm。

进一步的，接收极柱高度小于发射极柱的高度。

进一步的，发射极柱两端设有固定座，发射极柱位于两个固定座之间的外侧表面覆盖发射线圈。

进一步的，接收极柱一侧固定有接收连接杆，接收极柱表面全覆盖接收线圈。

进一步的，发射线圈沿发射极柱外表面周向密布缠绕。

进一步的，接收线圈沿接收极柱外表面周向密布缠绕。

进一步的，接收极柱带动接收线圈绕发射极柱的轴旋转的角度范围为0°～360°。

与现有技术相比，本发明具有以下有益的技术效果：

本发明一种WPT线圈耦合结构，包括发射极柱和接收极柱，接收极柱同轴套设于发射极柱外侧且不与发射极柱表面接触，发射极柱外侧绕设有发射线圈，接收极柱表面绕设有接收线圈，接收极柱能够沿发射极柱轴线移动，接收极柱上的接收线圈缠绕长度小于发射极柱上发射线圈的缠绕长度，利用相互套设设置的发射极柱和接收极柱，接收极柱可相对发射极柱转动和上下移动，便于调整接收极柱的使用位置，能够实现同轴滑动及360度自由旋转的无线功率传输，能够实现线圈载具内的平面接收线圈实现接收级的自由定位和任意方向充电，结构简单，传输效率稳定，解决了现有传输线圈结构存在的角度和横向位移偏差。

进一步的，接收极柱的内表面与发射线圈外表面间距为0.1-2cm，确保传输信号稳定。