[发明专利]一种多输入单输出的无线电能传输系统

说明书

本发明提供一种多输入单输出的无线电能传输系统，包括多个能量输入线圈和一个能量输出线圈，每一个能量输入线圈均配置有DC/DC模块、DC/AC模块和原边补偿网络，在能量输出线圈上配置有副边补偿网络、AC/DC模块和并网/离网逆变器；DC/AC模块将DC/DC模块输出稳定的直流电压变化为高频交流电压，且多个DC/AC模块输出的高频交流电压同频同相；多个能量输入线圈通过电磁感应将电能耦合到所述能量输出线圈上，AC/DC模块将高频的交流电转换为直流电，并通过并网/离网逆变器接入电网或用电设备实现系统输出。其效果是：可实现电能发射端移动过程中将其储存的能量通过耦合磁场无线传输到能量输出线圈，实现能量的收集或回收利用，且多组能量传输通道可以并行运行。

技术领域

本发明涉及无线电能传输技术，具体涉及一种多输入单输出的无线电能传输系统。

背景技术

无线电能传输技术是一种新兴电能传输技术，它利用电磁感应技术实现电能从发射端到接收端的无线传输。相比于传统的导线传输方式，因其快捷性、高效性、安全性等独特优势，受到广大学者专家的关注。在工业车间等较为恶劣的工作环境中，需要传输电能较大以保证大量用电设备正常运行，无线电能传输的方式不但能够实现大量大功率工业设备在一定空间范围内的高效电能传输，更是从源头上解决了线路磨损等安全问题。

现有技术中，有人针对物流分拣系统、移动吊装设备、行车等场景提出了长轨道式一对多无线电能传输耦合机构，实现电网对各移动设备的供电。发射线圈的轨道可以按照接收线圈运行轨迹的需要铺设，而接收线圈的结构也可根据实际需求设计成不同结构形式。在实际应用过程中，这种耦合机构由于发射线圈轨道过长，单个接收线圈与发射线圈之间的耦合作用是比较小的，也就是互感值较小。为了加强相互耦合，提高磁场能量密度和磁场强度，最普遍的做法就增加铁氧体磁芯。同时，为了尽量减小外界环境对耦合机构的磁场干扰和耦合机构的磁场对外界物体的影响，一般会增加屏蔽材料进行磁场屏蔽。

然而，针对废旧电池电能回收以及太阳能电池板阵列能量汇集等系统而言，常常需要在一条流水线上用无线电能传输的方式实现多组能量同时收集利用，现有的长导轨系统还不能满足多源输入单输出的无线供电场景需求。

发明内容

基于上述问题，本发明的目的在于提出一种多输入单输出的无线电能传输系统，在一条流水线上并行收集多个物体的能量，实现能量接收端和发射端之间完全电气隔离，摆脱导线的束缚，实现多个发射端向同一电能接收端进行电能无线传输。

为了实现上述目的，本发明所采用的具体技术方案如下：

一种多输入单输出的无线电能传输系统，其关键在于，包括多个能量输入线圈和一个能量输出线圈，每一个能量输入线圈均配置有DC/DC模块、DC/AC模块和原边补偿网络，在所述能量输出线圈上配置有副边补偿网络、AC/DC模块和并网/离网逆变器；所述DC/DC模块用于连接直流电源并输出稳定的直流电压，所述DC/AC模块用于将所述DC/DC模块输出稳定的直流电压变化为高频交流电压，且多个所述DC/AC模块输出的高频交流电压同频同相；所述多个能量输入线圈通过电磁感应将电能耦合到所述能量输出线圈上，所述AC/DC模块将所述能量输出线圈拾取到的高频的交流电转换为直流电，并通过所述并网/离网逆变器接入电网或用电设备实现系统输出；所述原边补偿网络和副边补偿网络分别用于对原边和副边的阻抗进行调节，以提高电能传输能力。

可选地，所述能量输出线圈按照单匝长轨道或多匝段轨道的形式沿预设路径铺设。

可选地，所述能量输入线圈设置滑动式能量发射座上，且设置为E形线圈、T形线圈或者平板线圈；所述滑动式能量发射座沿所述能量输出线圈的铺设路径滑行。

可选地，滑动式能量发射座滑行过程中，所述能量输入线圈和所述能量输出线圈之间的相对间距保持不变。

可选地，所述DC/DC模块包括两个交错并联Boost电路，所述DC/AC模块为全桥逆变器，针对每个能量输入线圈还配置有用于驱动所述DC/DC模块和所述DC/DC模块的控制器。