[发明专利]基于旋转磁场的非接触式充电设备及充电方法

权利要求书

1.一种基于旋转磁场的非接触式充电设备，其特征在于，包括：

能量发射器，用于连接外部电源，并产生旋转磁场；

至少一个能量接收器，其包括软磁体，围绕在软磁体上经旋转磁场的磁力线切割后产生电流的线圈，用于储存所述电流的整流电能储存装置，与整流电能储存装置电连接的充电电路；

所述软磁体利用软磁性材料的特性改变磁场磁力线的局域分布，使缠绕在其上的线圈正对着旋转磁场的部分始终位于较强磁力线分布中，被旋转磁场的磁力线切割产生感应电动势，所述线圈背对着旋转磁场的部分被软磁体的材料特性屏蔽了旋转磁场的磁力线，使线圈中产生净感应电动势被整流电能储存装置存储。

2.如权利要求1所述的基于旋转磁场的非接触式充电设备，其特征在于，所述围绕在软磁体上的线圈为多组绕线方向不同的线圈，各线圈不同的绕线方向使能量接收器具有可供磁力线切割的导线方向涵盖X、Y、Z三个空间轴向。

3.如权利要求1所述的基于旋转磁场的非接触式充电设备，其特征在于，所述能量发射器包括旋转轴、可围绕旋转轴旋转的磁铁、位于磁铁磁极两端且电流方向相反的固定导线、与外部电源连接并控制导线电流方向的控制电路、用于检测磁铁磁场方向的霍尔感应器；

所述控制电路将固定导线通电后，使通电的固定导线与磁铁相互作用推动磁铁旋转，并计算分析霍尔感应器的检测结果，来控制磁铁旋转方向以及旋转速度。

4.如权利要求1所述的基于旋转磁场的非接触式充电设备，其特征在于，所述能量发射器包括圆柱形电磁铁、围绕在电磁铁上的三相绕组线圈，三个线圈两两投影在电磁铁端面上所形成的最大夹角为120度。

5.如权利要求4所述的基于旋转磁场的非接触式充电设备，其特征在于，所述电磁铁采用软磁性材料制成。

6.如权利要求1至5任意一项权利要求所述的基于旋转磁场的非接触式充电设备，其特征在于，所述能量发射器与能量接收器之间还设有至少一个能量中继器，所述能量中继器包括中继转动轴以及可围绕中继转动轴转动的中继磁铁，所述中继转动轴与能量发射器发出的旋转磁场的轴芯平行，所述中继磁铁在旋转磁场的作用下围绕所述中继转动轴转动，产生其自身的旋转磁场。

7.如权利要求6所述的基于旋转磁场的非接触式充电设备，其特征在于，所述能量中继器还包括：位于中继磁铁所产生的旋转磁场内可供磁力线切割的固定的能量接收导线，与固定的能量接收导线电性连接的中继整流电能储存装置。

8.一种基于旋转磁场的非接触式充电方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1：能量发射器连接外接电源产生一个旋转磁场；

步骤2：能量接收器的软磁体利用软磁性材料的特性改变磁场磁力线的局域分布，使缠绕在其上的线圈正对着旋转磁场的部分始终位于较强磁力线分布中，被旋转磁场的磁力线切割产生感应电动势，所述线圈背对着旋转磁场的部分被软磁体的材料特性屏蔽了旋转磁场的磁力线，使线圈中产生净感应电动势被整流电能储存装置存储。

9.如权利要求8所述的基于旋转磁场的非接触式充电方法，其特征在于，所述步骤1中，所述旋转磁场通过一个或多个能量中继器，或者一个或多个中继接收器，或者能量中继器和中继接收器的组合，使旋转磁场被进一步传递。

10.如权利要求9所述的基于旋转磁场的非接触式充电方法，其特征在于，所述能量中继器的中继磁铁的四周设置固定的能量接收导线被其产生的旋转磁场切割产生电能。