[发明专利]一种用于无线供电机车的能量接收线圈

说明书

技术领域

无线电能传输技术是目前电气工程领域最活跃的热点研究方向之一，它集基础研究与应用研究为一体，是当前国内外学术界和工业界探索的一个多学科、强交叉的新的研究领域和前沿课题，涵盖电磁场、电力电子技术、电力系统、控制技术、物理学、材料学、信息技术等诸多技术领域。采用无线供电方式能够有效克服电线连接方式存在的各类缺陷，实现电子电器的自由供电，具有重要的应用预期和广阔的发展前景。

本发明一种用于无线供电机车的能量接收线圈涉及一种施工方便，系统便捷、运行稳定、安全可靠的无线电能接收线圈，为无线供电线圈提供了技术模型。将谐振耦合式无线电能传输与传统感应式无线电能传输相结合，提高了现有无线供电技术的接收效率，且市场前景广阔。

背景技术

无线电能传输技术可分为三种：第一种为感应耦合式电能传输，它利用松耦合变压器原理进行传能，适合小功率，短距离的应用场合。第二种为电磁耦合谐振式电能传输，通过高品质因数的谐振器上电感与分布式电容发生谐振传输能量适合中等距离的能量传输。第三种为电磁辐射式电能传输，在该技术中电能被转换为微波形式，传输距离超过数千米，可实现电能的远程传送。其中电磁耦合谐振技术利用非辐射电磁场近场区域完成电能传输，一方面较之电磁感应式传能，在传输距离上有了很大的扩展；另一方面相比电磁辐射式传能，近场区域能量具有非辐射的特点，该技术有较好的安全性，因此目前得到很大的关注和研究。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，提出了一种用于无线供电机车的能量接收线圈，扩展了无线电能传输的接收方式，将谐振耦合式无线电能传输与传统感应式无线电能传输相结合，较之传统单一模式下的无线电能传输效果更好，提出了具体实在的技术模型。

本发明所采用的技术方案是：一种用于无线供电机车的能量接收线圈，设置有电磁场发射线路(1)，用于发射前级电路输入的交变电磁场；谐振式耦合接收线圈(2)，通过近场谐振原理接收电磁场发射线路(1)发射出的交变磁场；感应耦合接收线圈(3)，通过电磁感应方式接收电磁场发射线路(1)发射出的交变磁场。

所述的电磁场发射线路(1)由外加绝缘层的金属导体组成，其谐振频率与电源频率保持一致，以保证较低的反射系数，用于发射斩波功率振荡电路产生的交变电磁场。

所述的谐振式耦合接收线圈(2)由多匝金属导体绕制成的线圈组成，接收线圈在制作时就考虑了电源的频率，制作出的接收线圈与电源频率保持一致，以保证接收线圈在运行中保持谐振状态，以通过谐振耦合的方式实现能量的高效传递。

所述的感应耦合接收线圈(3)由多匝金属导体绕制成的线圈组成，以感应耦合的方式接收空间中的交变电磁场，在谐振式耦合接收线圈(2)谐振耦合的基础上，增加线圈系统接收到的效率，减少空间漏磁。

本发明一种用于无线供电机车的能量接收线圈，是采用谐振式耦合接收线圈(2)和感应耦合接收线圈(3)组成的接收系统，将谐振耦合式无线电能传输与传统感应式无线电能传输相结合，较之传统单一模式下的无线电能传输效果更好，提出了具体实在的技术模型。

附图说明

图1是无线供电系统的整体功能框图；

图2是无线供电结构示意图。

其中：

1：电磁场发射线路      2：谐振式耦合接收线圈

3：感应耦合接收线圈    4：并联补偿电容

5：接收线圈磁芯

具体实施方式

下面结合实施例和附图对本发明一种用于无线供电机车的能量接收线圈做出详细地说明。