[发明专利]一种用于轨道运输生产的非接触供电系统

说明书

技术领域

本发明提出一种用于轨道运输生产的非接触供电系统，属于轨道运输生产和非接触电能传输技术领域。

背景技术

在自动化生产线和厂矿等场所，广泛使用轨道运输机电设备将原料从生产线运送到使用地点，加速生产过程，提高生产效率。轨道运输机电设备常用供电方式有以下三种：蓄电池供电、固定接触式供电、滑动接触式供电。蓄电池供电的优点是无电线拖尾，但蓄电池存在体积大、笨重、容量有限、充电时间长、需及时充电和定期更换等缺点。固定接触式供电包括两种方式：挂缆系统和拖链系统。挂缆系统属于被动型，挂缆小车的行走依靠电缆的拖动，电缆存在张力，电缆护套中需要配置抗拉钢丝，电缆始终处于张力或曲绕状态，直接影响电缆使用寿命和供电系统的可靠性。因此，挂缆系统需要定期维护，以避免出现小车卡轨、电缆扭曲或拉断等情况出现。拖链系统对电缆的要求较低，只需具有相当的柔性，同时拖链自身可以对其内部的电缆进行有效保护，因而基本可以做到免维护。拖链系统存在的缺点是过长的行程和直线度不高，会导致拖链出现卡槽，甚至被拉断。挂缆系统和拖链系统共同的缺点是存在电线拖尾，使整个系统更加复杂，系统安全可靠性降低。滑动接触式供电具有几乎不受运动轨迹限制的优势，只需将带电导轨用绝缘包围，留下开口与电刷接触，但由于存在磨损，电刷需经常维护。

非接触电能传输技术利用电磁感应原理进行电能传输，避免电线拖尾的问题，使供电方式更加安全、便捷、灵活。与蓄电池这种无拖尾供电方式相比，采用非接触技术为轨道移动机电设备供电时，只需将接收线圈和接收端电路安装在移动设备上，能有效减少移动机电设备的重量。鉴于非接触供电的优点，轨道运输生产设备宜采用非接触方式供电。因此提出一种用非接触方式直接为沿导轨运动的机电设备供电的系统。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供一种用于轨道运输生产的非接触供电系统。

本发明的技术方案为：

一种用于轨道运输生产的非接触供电系统，包括分档定频发射电源主电路、分档定频发射电源控制电路、恒压输出特性补偿电路、非接触电能传输耦合机构、接收端高频整流滤波电路、接收端DC-DC稳压调节电路、变频器、机电负载、遥控系统。

所述的分档定频发射电源主电路包括工频电源、低频整流滤波电路、高频逆变电路。分档定频发射电源主电路中的工频电源与低频整流滤波电路连接，低频整流滤波电路为高频逆变电路提供直流输入电压；高频逆变电路产生高频交流电流，与发射端补偿电路连接。分档定频发射电源能够实现一个电源多个用处，利于阻抗补偿网络的结构，利于设备的充分利用和批量生产。所述的高频逆变电路包括全桥、半桥、推挽式、E类或双E，高频逆变电路功率开关采用软开关。

所述的分档定频发射电源控制电路包括晶振分频同步电路、脉冲发生电路、驱动电路。分档定频发射电源控制电路中可调的晶振分频同步电路用来产生固定频率的同步信号，同步信号与脉冲发生电路芯片的同步引脚连接，保证芯片发生脉冲频率与晶振分频的固定频率一致，达到固定频率的效果，避免芯片因环境温度变化引起频率漂移，减少系统变量，易于进行系统设计；脉冲发生电路与驱动电路连接，驱动电路输出的具有驱动能力的脉冲信号与高频逆变电路中功率开关门级管脚连接，控制功率开关开通和关断。晶振分频电路能够实现一个高频电源对应多个固定输出电源频率的目的，不同频率适用不同的应用场合。

所述的恒压输出特性补偿电路包括发射端补偿电路和接收端补偿电路。发射端补偿电路与发射线圈连接，发射端补偿电路和发射线圈构成的回路可以等效为并联阻抗近似无限大的发射电流源，接收线圈与接收端补偿电路连接，接收端补偿电路和接收线圈构成的回路可以等效为串联阻抗近似为零的电压源。幅值恒定交流电流在发射线圈周围产生幅值恒定的高频交变的磁场，接收线圈在高频交变的磁场中感应出幅值恒定的电动势，经过接收端补偿电路后的输出电压和恒定的感应电动势近似相等。