[发明专利]一种电机转子无线供电系统

权利要求书

1.一种电机转子无线供电系统，其特征在于：包括主电路系统和控制系统；

主电路系统包括三相全桥电路、单相全桥电路、磁耦合谐振网络、交交变频电路以及绕线电机转子；

主电路系统中三相全桥电路与电网直接连接；三相全桥电路经一个滤波电容与单相全桥电路相连；单相全桥电路与磁耦合谐振网络连接；磁耦合谐振网络包括一个一次侧补偿网络、旋转变压器和三个二次侧补偿网络；其中，一次侧补偿网络与旋转变压器中的固定绕组相连接，形成单相输入；三个二次侧补偿网络分别与旋转变压器中的旋转绕组相连接，形成三相输出；

三相输出分别与交交变频电路相连接；交交变频电路与绕线电机转子的三相绕组直接连接；

控制系统中包括控制器1、控制器2和无线信息传输模块；

控制器1分别与电网、三相全桥电路和单相全桥电路相连接，能够采集一次侧电气量信息；其中，一次侧电气量信息包括电网的电压电流信号以及直流母线电压；

控制器2分别与交交变频电路和绕线电机转子相连接，能够采集二次侧电气量信息；其中，二次侧电气量信息包括绕线电机转子的电压电流、转子转速和转子转矩；

控制器1通过无线信息传输模块与控制器2进行通讯；

控制器1通过采集的一次侧电气量信息对三相全桥电路进行控制，使得直流母线电压保持稳定；另一方面结合控制器2反馈的二次侧电气量信息对单相全桥电路进行控制，使直流电变为具有不同占空比的高频交流电，达到控制传输功率的作用；

控制器2通过采集的二次侧电气量信息并结合控制器1反馈的一次侧电气量信息，对交交变频电路进行控制，为绕线电机转子提供低频交流电，使绕线电机转子能够稳定运行。

2.根据权利要求1所述的电机转子无线供电系统，其特征在于：交交变频电路由三相独立的全桥电路构成；每相全桥电路均由呈H桥结构连接的四个双向开关组成；每个双向开关由两个带有反并联二极管的开关管反向串联而成；交交变频电路、磁耦合谐振网络的三相输出以及绕线电机转子的三相转子绕组串联，构成主电路系统的二次侧。

3.根据权利要求1所述的电机转子无线供电系统，其特征在于：交交变频电路中的每相交交变频电路均包括两个反并联的H桥，每个H桥均包括四个开关管；交交变频电路、磁耦合谐振网络的三相输出以及绕线电机转子的三相转子绕组串联，构成主电路系统的二次侧。

4.根据权利要求1所述的电机转子无线供电系统，其特征在于：交交变频电路为三相矩阵变换器，三相矩阵变换器由九组双向开关呈3×3矩阵形式排列构成；其中，每个双向开关均包括两个反向串联的带有反并联二极管的开关管；交交变频电路、磁耦合谐振网络的三相输出以及绕线电机转子的三相转子绕组串联，构成主电路系统的二次侧。

5.根据权利要求1所述的电机转子无线供电系统，其特征在于：一次侧补偿网络和三个二次侧补偿网络均为并联补偿结构，均包括一个补偿电容和一个补偿电感；在一次侧补偿网络中，补偿电容并联在旋转变压器一次侧绕组两端，补偿电感和旋转变压器一次侧绕组串联后与单相全桥电路相连接；在三个二次侧补偿网络中，每个补偿电容均并联在旋转变压器二次侧绕组两端，补偿电感和旋转变压器二次侧绕组串联后与对应相的交交变频电路相连接。

6.根据权利要求1所述的电机转子无线供电系统，其特征在于：一次侧补偿网络和三个二次侧补偿网络均包括一个补偿电容和与补偿电容相串联的补偿电感。

7.根据权利要求1所述的电机转子无线供电系统，其特征在于：一次侧补偿网络和三个二次侧补偿网络均为LCC补偿结构，均包括一个补偿电感和两个补偿电容；两个补偿电容分别为第一补偿电容和第二补偿电容；在一次侧补偿网络中，第一补偿电容并联在旋转变压器一次侧绕组两端，补偿电感、旋转变压器一次侧绕组和第二补偿电容依次串联后与单相全桥电路相连接；在三个二次侧补偿网络中，每个第一补偿电容均并联在旋转变压器二次侧绕组两端，补偿电感、旋转变压器二次侧绕组和第二补偿电容依次串联后与对应相的交交变频电路相连接。