[发明专利]电路布置结构和运行用于感应电力传输的系统的电路布置结构的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种电路布置结构和一种运行用于感应电力传输的系统的电路布置结构的方法。

背景技术

电动车辆，特别是轨道车辆、和/或道路汽车，可通过借助感应电力传输而传输的电能来运行。这样的车辆可包括可以是车辆的牵引系统或牵引系统的一部分的电路布置结构，所述电路布置结构包括适于接收交变电磁场并通过电磁感应产生交流电流的接收装置。另外，这样的车辆可包括适于将交流(AC：alternating current)转换成直流(DC：direct current)的整流器。DC可用于对牵引用蓄电池充电或用于运行电机。在后者情况下，可通过逆变器将DC转换成AC。

感应电力传输是使用两组绕组结构来执行的。第一组被安装在地面上(初级绕组结构)，并且可由路边功率转换器(WPC：wayside power converter)馈电。第二组绕组(次级绕组结构)安装在车辆上。例如，第二组绕组可附着在车辆之下，在电车的情况下则在它的车厢中的一些之下。对于汽车，它可附着到车辆底盘。次级绕组结构或，一般地，次级侧经常被称为拾取布置结构或接收器或是其的一部分。初级绕组结构和次级绕组结构形成高频变压器以将电能传输到车辆。这可在静止状态下(当没有车辆的运动时)和动态下(当车辆移动时)完成。

感应电力传输系统的不同制造商，特别是初级和次级绕组结构的不同制造商存在。这些制造商提供初级和次级绕组结构的不同拓扑和/或布局。

一些实施例提供在初级侧的单相拓扑，其中，其他实施例提供三相拓扑。

另外，存在绕组结构的不同布局。一些实施例提供单极布局，其中，其他实施例提供双极或多极布局。

单极布局可表示如果用工作电流通电则提供正好一个磁极的布局。磁极可设置在初级绕组结构与次级绕组结构之间，特别是在初级与次级绕组结构的水平面之间。例如，由单极绕组结构生成的电磁场的场线如果通过工作电流通电则不延伸通过由另一绕组结构围住的区域或体积。在单极绕组结构的情况下，可能的是场线中的约50％在初级与次级绕组结构之间的体积内延伸，其中，剩余的场线在自由的空间，即体积外延伸。体积可表示初级与次级绕组结构的边缘之间的体积。

换句话说，由单极绕组结构生成的封闭的场线的仅一部分延伸穿过由单极绕组结构或单极绕组结构的子绕组结构所围住的区域或体积，其中，剩余的部分延伸通过所述单极绕组结构外的区域或体积。如果单极绕组结构是初级侧绕组结构，则剩余的部分，然而，不延伸穿过另一初级侧绕组结构或子绕组结构。如果单极绕组结构是次级侧绕组结构，那么剩余的部分，然而，不延伸穿过另一次级侧绕组结构或子绕组结构。这意味着场线返回到单极绕组结构之外。

这种单极绕组结构可例如由单个环路或单个线圈提供。单极绕组结构，然而，也可由包括一个以上子绕组结构的绕组结构提供。如果单极绕组结构包括一个以上的子绕组结构(这将在下文中说明)，则由不同的子绕组结构围住的区域或体积内的场线的取向的方向相等或基本相等。

相比之下，双极或多极布局可表示如果通过工作电流通电则提供两个或两个以上磁极的布局。此外，可在初级绕组结构与次级绕组结构之间，特别是初级与次级绕组结构的水平表面之间设置磁极。例如，由双极绕组结构生成的电磁场的场线如果通过工作电流通电，则延伸通过由第一子绕组结构围住的区域或体积，并且通过由双极绕组结构中的另外的子绕组结构围住的区域或体积。在这种情况下，由第一子绕组结构围住的区域或体积内的场线的取向的方向可与由另外的子绕组结构围住的区域或体积内的场线的取向的方向相反。这意味着场线也可穿过另一子绕组结构返回。在多极绕组结构的情况下，场线中的约90％可能在初级与次级绕组结构之间的体积内延伸，其中，剩余的场线在自由空间，即体积之外延伸。

示例性的双极绕组结构将在下文进行解释。在多极布局的情况下，可存在三个或甚至更多子绕组结构，其中，延伸穿过由子绕组结构中的一个围住的区域或体积的场线也延伸穿过由至少一个其它子绕组结构围住的区域或体积。如果多极绕组结构包括一个以上的绕组结构，则由不同的绕组结构围住的区域或体积内的场线的取向的方向是不同的。特别地，取向的方向可取向为与彼此相反。