[发明专利]一种旋转式无线电能传输系统

说明书

本发明公开了一种旋转式无线电能传输系统，涉及负载和工频交流电源，包括依次连接的整流滤波电路、原边高频逆变电路、原边补偿电路、旋转式耦合线圈、副边补偿电路、副边整流电路；所述整流滤波电路的输入端和工频交流电源的两端相连，所述副边整流电路的输出端与负载的输入端相连；所述旋转式耦合线圈包括原边耦合装置、副边耦合装置，所述原边耦合装置与副边耦合装置通过轴承相对转动且不接触。本发明的优势在于：避免了接触式汇流环之间的接触磨损，降低成本；本发明信号稳定，工作可靠，使用周期长，不受尘土、污物等各种环境因素的影响，这就大大降低了无线传电部分的成本。

技术领域

本发明涉及无线电能传输技术领域，具体地涉及一种旋转式无线电能传输系统。

背景技术

无线电能传输又称无线电力传输，非接触电能传输，是通过发射电路将电能转换为其他形式的中继能量(如电磁场能、激光、微波及机械波等)，隔空传输一段距离后，在通过接收电路将中继能量转换为电能，实现无线电能传输。根据能量传输过程中中继能量形式的不同，无线电能传输可分为:磁(场)耦合式、电(场)耦合式、电磁辐射式(如太阳辐射)、机械波耦合式(超声)。其中，磁耦合式是目前研究最为火热的一种无线电能传输方式，也就是将高频电源加载到发射线圈，使发射线圈在电源激励下产生高频磁场，接收线圈在此高频磁场作用下，耦合产生电流，实现无线电能传输。

感应式电能传输系统是一种利用电磁感应理论来实现的无线电能传输技术，在航空航天，医疗电路械、水下机电路人、消费电子和交通运输等领域有着广泛的应用场景。目前，所有雷达设备均需要一个转台让雷达天线旋转以顺利进行信号探测和接收，而转台之上的发射和接受信号的设备是需要供电的，所以雷达的转台中必须有一个类似电动机电刷的装置—汇流环，一般采用昂贵的金属材料经过特殊设计制成，其必须工作在相对干净的环境中，且需要定期更换。由于滑丝和滑环之间的相对摩擦所存在的诸如接触火花，碳积和机械磨损等问题，导致雷达在运转过程中信号不稳定，可靠性差，使用寿命短。不同用途的雷达和电子对抗设备其转台结构大小均不同，维护方式也不同，人力成本也相应增加。据统计，雷达和对抗系统的故障中，超过50％是由于汇流环接触不可靠引起的。

发明内容

针对上述问题，本发明提供一种旋转式无线电能传输系统，免除了昂贵的汇流环，节约系统成本，能够增加系统电能传输可靠性，且传输效率高。

本发明采用下述的技术方案：

一种旋转式无线电能传输系统，涉及负载和工频交流电源，包括依次连接的整流滤波电路、原边高频逆变电路、原边补偿电路、旋转式耦合线圈、副边补偿电路、副边整流电路；

所述整流滤波电路的输入端和工频交流电源的两端相连，所述副边整流电路的输出端与负载的输入端相连；

所述旋转式耦合线圈包括原边耦合装置、副边耦合装置，所述原边耦合装置与副边耦合装置通过轴承相对转动且不接触。

优选的，所述原边耦合装置与副边耦合装置结构相同且呈镜像对称。

优选的，所述原边耦合装置、副边耦合装置均为圆柱形状，两者的轴心线重合，原边耦合装置通过轴承与副边耦合装置相对转动且不接触。

优选的，所述原边耦合装置、副边耦合装置均包括耦合线圈、条状磁芯、铝屏蔽层，所述耦合线圈为圆环形平面螺旋线圈，所述铝屏蔽层为圆形铝板，所述条状磁芯的两端均有一向同一侧弯折的弯折部，所述耦合线圈卡设在条状磁芯上，所述条状磁芯无弯折部一端的端面固定在铝屏蔽层的一端面上。

优选的，所述原边耦合装置、副边耦合装置均包括耦合线圈、条状磁芯、铝屏蔽层，所述耦合线圈为圆柱形螺旋线圈，所述铝屏蔽层为圆柱形铝板，所述条状磁芯的两端均有一向同一侧弯折的弯折部，所述耦合线圈的侧面卡设在条状磁芯上，所述原边耦合装置的条状磁芯无弯折部一端的端面固定在原边耦合装置的铝屏蔽层的内侧面上，所述副边耦合装置的条状磁芯无弯折部一端的端面固定在副边耦合装置的铝屏蔽层的外侧面上。