[发明专利]一种应用于三相动态无线供电系统的分布发射线圈结构

权利要求书

1.一种应用于三相动态无线供电系统的分布发射线圈结构，其特征在于：所述分布发射线圈结构每一相由多条线圈组成，所述多条线圈通过端侧串联的方式连接在一起，能够保证通有相同的电流，平行于x轴方向上的多条线圈紧凑连接，而对于平行于y轴的多条线圈沿x轴方向相差△x_T的距离分布放置，且多条线圈之间等距；通过合理设计分布式发射线圈中相邻两匝线圈的间距△x_T，消除发射线圈的谐波行波磁场，实现抑制三相动态无线供电系统中输出功率的波动的目的。

2.根据权利要求1所述的结构，其特征在于，所述的分布式发射线圈相邻两匝线圈之间的距离△x_T设计方法具体为：

以三相分布式结构中的A相线圈为例，当该线圈通入直流i_a＝I₀时，A相线圈在接收端平面产生基波磁场，各匝线圈独自产生的基波磁场具有相同的幅值B_z-1和极距τ，但在空间上沿x轴方向相差△x_T的距离分布；

各匝线圈产生的基波磁场在相位上相差γ₁，其中γ₁与△x_T有关，满足：

A相线圈产生的总基波磁场B_z-A1等于各匝线圈产生的基波磁场的相量和，由相量图中的几何关系可知，总基波磁场B_z-A1的幅值满足：

其中k_dT-1的表达式满足：

易证k_dT-1≤1，将k_dT-1定义为发射端基波分布系数，用于表示发射线圈采用分布式结构后，基波磁场B_z-A1的幅值衰减；其中下标dT表示Distributed transmitter coil，即分布发射线圈，数字表示行波磁场谐波次数；

各匝线圈独自产生的i次谐波磁场在空间上仍沿x轴方向相差△x_T的距离分布，然而，由于i次谐波磁场的极距τ_i仅为基波极距τ的1/i，各匝线圈产生的i次谐波磁场在相位上相差γ_i为基波的i倍，即：

由相量图中的几何关系可知，i次谐波磁场B_z-Ai的幅值满足：

其中k_dT-i的表达式满足：

相应地，将k_dT-i定义为发射端i次谐波分布系数，用于表示分布发射线圈中i次谐波磁场B_z-Ai的幅值衰减；

为了使i次谐波磁场B_z-Ai的幅值为0，发射端i次谐波分布系数k_dT-i满足：

k_dT-i＝0  (7)

将式(4)和式(6)带入式(7)解得：

综上，通过合理设计分布发射线圈的匝间距离△x_T，实现消除i次谐波磁场的目的。

3.根据权利要求2所述的结构，其特征在于，若为了消除发射线圈产生的五次谐波磁场，该结构中通以相同电流的相邻两条线圈的间距△x_T设计为：其中k＝1,2,3…n，n为大于等于1的正整数。

4.根据权利要求2所述的结构，其特征在于，若为了消除发射线圈产生的七次谐波磁场，该结构中通以相同电流的相邻两条线圈的间距△x_T设计为：其中k＝1,2,3…n，n为大于等于1的正整数。

5.根据权利要求2所述的结构，其特征在于，若为了减弱发射线圈产生的五次谐波磁场和七次谐波磁场，该结构中通以相同电流的相邻两条线圈的间距△x_T设计为：其中k＝1,2,3…n，n为大于等于1的正整数。

6.根据权利要求2所述的结构，其特征在于，为了最大化输出电压，使基波分布系数k_dT-1最大，令上述匝间距表达式中的k＝1，即匝间距△x_T设计为