CN107332359A - 一种用于轨道交通的电场耦合式移动供电系统 - Google Patents
一种用于轨道交通的电场耦合式移动供电系统 Download PDFInfo
- Publication number
- CN107332359A CN107332359A CN201710616873.9A CN201710616873A CN107332359A CN 107332359 A CN107332359 A CN 107332359A CN 201710616873 A CN201710616873 A CN 201710616873A CN 107332359 A CN107332359 A CN 107332359A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- msub
- mover
- mrow
- overbar
- pole plate
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
- H02J50/00—Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power
- H02J50/10—Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power using inductive coupling
- H02J50/12—Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power using inductive coupling of the resonant type
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
- B60L53/00—Methods of charging batteries, specially adapted for electric vehicles; Charging stations or on-board charging equipment therefor; Exchange of energy storage elements in electric vehicles
- B60L53/10—Methods of charging batteries, specially adapted for electric vehicles; Charging stations or on-board charging equipment therefor; Exchange of energy storage elements in electric vehicles characterised by the energy transfer between the charging station and the vehicle
- B60L53/12—Inductive energy transfer
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
- B60L53/00—Methods of charging batteries, specially adapted for electric vehicles; Charging stations or on-board charging equipment therefor; Exchange of energy storage elements in electric vehicles
- B60L53/30—Constructional details of charging stations
- B60L53/35—Means for automatic or assisted adjustment of the relative position of charging devices and vehicles
- B60L53/38—Means for automatic or assisted adjustment of the relative position of charging devices and vehicles specially adapted for charging by inductive energy transfer
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
- Y02T10/70—Energy storage systems for electromobility, e.g. batteries
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
- Y02T10/7072—Electromobility specific charging systems or methods for batteries, ultracapacitors, supercapacitors or double-layer capacitors
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
- Y02T10/72—Electric energy management in electromobility
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T90/00—Enabling technologies or technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02T90/10—Technologies relating to charging of electric vehicles
- Y02T90/12—Electric charging stations
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T90/00—Enabling technologies or technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02T90/10—Technologies relating to charging of electric vehicles
- Y02T90/14—Plug-in electric vehicles
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Transportation (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
- External Artificial Organs (AREA)
Abstract
本发明公开了一种用于轨道交通的电场耦合式移动供电系统，包括发送部分、接收部分和能量传输机构组成；发送部分主要由直流电源、高频逆变电路和初级补偿网络组成；接收部分主要由次级补偿网络、整流滤波电路和电阻负载组成；能量传输机构由发射极板和接收极板组成，且连接于发送部分和接收部分之间。本发明通过移动接收极板实现电场耦合式移动供电，提高了系统的灵活性，减少了极板面积和占用空间，通过对发射部分和接收部分参数的合理配置，减少了系统的无功功率，提高了的传输效率和传输功率，系统更加稳定。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于轨道交通的电场耦合式移动供电系统，属于无线电能传输技术领域。
背景技术
从20世纪90年代尼古拉·特斯拉，提出无线电能传输的概念到如今已将近有一个世纪，其中研究比较深入的无线电能传输方式为电磁耦合式无线电能传输(IPT)技术，IPT技术是基于电磁耦合实现无线电能传输。
传统基于高频电磁耦合的无线电能传输方式会被环境中一些电阻率较小的金属导体所屏蔽，并引起较大的涡流损耗，同时还会降低系统的传输能力和传输效率。因此，基于电磁耦合的无线电能传输方式在具有金属环境里应用收到极大的限制。相对而言，基于电场耦合的无线电能传输方式存在一定的优势，除了能够穿透金属导体传输能量，减小能量损耗外，还具有良好的抗磁场干扰能力。因此，越来越多的国内外研究团队开始对电场耦合式无线电能传输(CPT)技术进行研究，利用电场耦合代替电磁耦合来传输能量。传统的电场耦合式无线电能传输为固定的传输方式，这就导致在某些移动的场合其应用将会受到限制，且其灵活性较差，系统工作的稳定性差。
发明内容
本发明的目的是实现电场耦合式无线电能传输在移动条件下供电，适用于移动条件下的供电，如电动汽车在移动过程中的充电；且其系统结构简单、工作稳定、控制方便和制造成本低。
本发明实现其发明目的所采用的技术方案是：
一种用于轨道交通的电场耦合式移动供电系统，由发送部分、接收部分和能量传输机构组成，发送部分包括依次连接的直流电源E、高频逆变电路H和初级补偿网络N1；接收部分包括依次连接的次级补偿网络N2、整流滤波电路D和电阻负载R。所述能量传输机构采用电容耦合方式，包括发射极板和可在发射极板上方平行移动的接收极板；其中发射极板包括对称设置的两块边沿发射极板和一块中心发射极板P2，中心发射极板P2设置在两块边沿发射极板P1之间；接收极板包括中心接收极板P4和对称设置在中心接收极板P4两侧的两块边沿接收极板P3；所述发射极板沿轨道延伸铺设，两块边沿发射极板间呈电气导通；所述接收极板置于运行机车的底部，两块接收极板间亦呈电气导通；所述中心发射极板P2和边沿接收极板P3间形成耦合电容C23，中心发射极板P2和中心接收极板P4间形成耦合电容C24，边沿发射极板P1和中心接收极板P4间形成耦合电容C14，边沿发射极板P1和边沿接收极板P3间形成耦合电容C13，边沿发射极板P1和中心发射极板P2间形成伴随电容C12，中心接收极板P4和边沿接收极板P3间形成伴随电容C34；发射极板和接收极板均平行固定；在发射极板两端安装轨道，在接收极板上设置滑轮，通过移动接收极板实现移动供电。
进一步地，所述中心发射极板P2放置于两块边沿发射极板P1之间，中心接收极板P4放置于两块边沿接收极板P3之间，两块边沿发射极板P1分别与两块边沿接收极板P3正对，中心发射极板P2与中心接收极板P4正对；两块边沿发射极板P1用导线连接，两块边沿接收极板P3也用导线连接。
进一步地，所述初级补偿网络N1包括电容C1、电感L1和电感L2；次级补偿网络N2包括电容C4、电感L3和电感L4，电容CS、C2、C3为便于简洁表达而引入的等效电容；其中，所述初级补偿网络电容C1的电容值由式(1)确定：
其中：
所述初级补偿网络电感L1的电感值由式(5)确定：
其中ω为系统工作角频率；
所述初级补偿网络电感L2的电感值由式(6)确定：
所述次级补偿网络电感L3的电感值由式(7)确定：
所述次级补偿网络电感L4的电感值由式(8)确定：
所述次级补偿网络电容C4的电容值由式(9)确定：
这样，发射极板和接收极板均平行固定，并在发射极板两端安装轨道，在接收极板两端安装滑轮，通过移动接收极板实现移动供电。
本发明的工作原理是：基于电场耦合的无线电能传输，高频逆变电路H将接入的直流电源E转化为交流电，通过初级补偿网络、能量传输机构以及次级补偿网络电感和电容的谐振，将高频逆变电路H转化后的交流电传递给整流滤波电路D，整流滤波电路D将接收到的交流电转化为直流电供给电阻负载R直接使用，实现电能的无线传输。如图4所示，为能量传输机构的示意图，由于本发明在能量传输机构的接收极板两端安装了滑轮，在发射极板两端安装了轨道，所以通过移动接收极板实现电场耦合式无线电能传输的移动供电。
本发明方案中系统补偿网络的各电感、电容元件参数理论分析如下：
如图5所示，为系统能量传输机构中耦合电容与伴随电容的形成示意图，其中C13、C14、C23、C24为耦合电容，C12和C34为伴随电容。图6为能量传输机构中耦合电容的电路模型，假设令VP1＝0，则V1＝VP2，V2＝VP4-VP3。由基尔霍夫定律得：
对式(10)进行化简，得：
由于V1＝VP2，V2＝VP4-VP3，V1、I1和V2的关系化简为：
同理，V2、I2和V1的关系化简为：
此时，取：
代入，化简式(12)和式(13)，得：
化简之后的耦合机构如图7所示，令CS＝CM，C2＝C5-CM，C3＝C6-CM，即：
如图2所示，将等效后的电容CS、C2、C3三角型连接方式转换为星型连接方式，转换后的电容分别为Ca、Cb、Cc，转换公式为：
将图1中的直流电源E及高频逆变电路H用等效电源Vi代替，高频逆变电路输入电压与输出电压Vi之间的关系为：
并将图1中的电阻负载R及整流滤波电路D用等效电阻Req代替，等效电阻Req与电阻负载R之间的关系为：
等效后的电路如图3所示，此时电路为CLC和LCL结构，可知初级补偿网络电感L1满足电感L2满足电容C1满足
即
同理，次级补偿网络电感L3满足L4满足C4满足
即
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
一、本发明通过在接收极板上安装滑轮以及在地面上安装轨道，通过移动接收极板实现电场耦合式移动供电，提高了系统的灵活性。
二、本发明通过使用3套极板，并分别将其中的两块发射极板P1和两块接收极板P3用导线连接，减少了极板面积和占用空间。
三、本发明通过对发射部分和接收部分参数的合理配置，减少了系统的无功功率，提高了的传输效率和传输功率，系统更加稳定。
附图说明
图1是本发明电场耦合式移动供电的系统电路图。
图2是能量传输机构中等效电容的三角型与星型等效替换。
图3是系统简化后的电路图。
图4是本发明电场耦合式移动供电的能量传输机构示意图。
图5是本发明电场耦合式移动供电系统中耦合电容形成示意图。
图6是能量传输机构中耦合电容的电路模型图。
图7是能量传输机构简化后的电路模型图
图中标号说明：E为直流电源，H为高频逆变电路，N1为初级补偿网络，N2为次级补偿网络，D为整流滤波电路，R为电阻负载，C12、C34为伴随电容，C13、C14、C23、C24为耦合电容，L1、L2为初级补偿网络中的补偿电感，C1为初级补偿网络中的补偿电容，L3、L4为次级补偿网络中的补偿电感，C4为次级补偿网络中的补偿电容，P1、P2为发射极板，P3、P4为接收极板，Vi为高频逆变电路的等效输出电压，Req为从整流滤波电路输入端口看进去的负载等效电阻。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式以及工作原理作进一步详细说明：
如图1-7所示，一种电场耦合式移动供电系统，由发送部分、接收部分和能量传输机构组成，发送部分包括依次连接的直流电源E、高频逆变电路H和初级补偿网络N1；接收部分包括依次连接的次级补偿网络N2、整流滤波电路D和电阻负载R；能量传输机构包括发射极板和接收极板；所述的高频逆变电路H将接入的直流电源E转化为交流电，通过初级补偿网络、能量传输机构以及次级补偿网络电感和电容的谐振，将高频逆变电路H转化后的交流电传递给整流滤波电路D，整流滤波电路D将接收到的交流电转化为直流电接入电阻负载R，实现电能的无线传输。由于能量传输机构的发射极板和接收极板之间在高频交流电的作用下可以产生交变电场来进行电能的无线传输，无需实际的电线连接，进而实现无线电能传输，安全可靠。
能量传输机构包括发射极板和接收极板，其中发射极板包括边沿发射极板P1(二块)和中心发射极板P2，边沿接收极板包括接收极板P3(二块)和中心接收极板P4，总共6块极板。
中心发射极板P2放置于两块发射极板P1之间，中心接收极板P4放置于两块接收极板P3之间，两块发射极板P1分别与两块接收极板P3正对，中心发射极板P2与中心接收极板P4正对；两块发射极板P1用导线L1连接，两块接收极板P3也用导线L2连接。
中心发射极板P2和中心接收极板P3间形成耦合电容C23，中心发射极板P2和中心接收极板P4间形成耦合电容C24，边沿发射极板P1和中心接收极板P4间形成耦合电容C14，边沿发射极板P1和边沿接收极板P3间形成耦合电容C13，边沿发射极板P1和中心发射极板P2间形成伴随电容C12，边沿接收极板P3和中心接收极板P4间形成伴随电容C34。
发射极板和接收极板均平行固定，并在发射极板两端安装轨道，在接收极板安装滑轮，通过移动接收极板实现移动供电。
初级补偿网络N1包括电容C1、电感L1和电感L2，次级补偿网络N2包括电容C4、电感L3和电感L4。
初级补偿网络电容C1的电容值由式(1)确定：
其中：
初级补偿网络电感L1的电感值由式(5)确定：
其中ω为系统工作角频率。
初级补偿网络电感L2的电感值由式(6)确定：
次级补偿网络电感L3的电感值由式(7)确定：
次级补偿网络电感L4的电感值由式(8)确定：
次级补偿网络电容C4的电容值由式(9)确定：
即
同理，次级补偿网络电感L3满足L4满足C4满足
即
Claims (3)
1.一种用于轨道交通的电场耦合式移动供电系统，由发送部分、接收部分和能量传输机构组成，发送部分包括依次连接的直流电源(E)、高频逆变电路(H)和初级补偿网络(N1)；接收部分包括依次连接的次级补偿网络(N2)、整流滤波电路(D)和电阻负载(R)；其特征在于，所述能量传输机构采用电容耦合方式，包括发射极板和可在发射极板上方平行移动的接收极板；其中发射极板包括对称设置的两块边沿发射极板(P1)和一块中心发射极板(P2)，中心发射极板(P2)设置在两块边沿发射极板(P1)之间；接收极板包括中心接收极板(P4)和对称设置在中心接收极板(P4)两侧的两块边沿接收极板(P3)；所述发射极板沿轨道延伸铺设，两块边沿发射极板间呈电气导通；所述接收极板置于运行机车的底部，两块接收极板间亦呈电气导通；所述中心发射极板(P2)和边沿接收极板(P3)间形成耦合电容(C23)，中心发射极板(P2)和中心接收极板(P4)间形成耦合电容(C24)，边沿发射极板(P1)和中心接收极板(P4)间形成耦合电容(C14)，边沿发射极板(P1)和边沿接收极板(P3)间形成耦合电容(C13)，边沿发射极板(P1)和中心发射极板(P2)间形成伴随电容(C12)，中心接收极板(P4)和边沿接收极板(P3)间形成伴随电容(C34)；发射极板和接收极板均平行固定；在发射极板两端安装轨道，在接收极板上设置滑轮，通过移动接收极板实现移动供电。
2.根据权利要求1所述的用于轨道交通的电场耦合式移动供电系统，其特征在于，所述中心发射极板(P2)放置于两块边沿发射极板(P1)之间，中心接收极板(P4)放置于两块边沿接收极板(P3)之间，两块边沿发射极板(P1)分别与两块边沿接收极板(P4)正对，中心发射极板(P2)与中心接收极板(P4)正对；两块边沿发射极板(P1)用导线连接，两块边沿接收极板(P3)也用导线连接。
3.根据权利要求1所述的用于轨道交通的电场耦合式移动供电系统，其特征在于，所述初级补偿网络(N1)包括电容(C1)、电感(L1)和电感(L2)；次级补偿网络(N2)包括电容(C4)、电感(L3)和电感(L4),CS、C2、C3是为便于简洁表达而引入的等效电容；其中，所述初级补偿网络电容(C1)的电容值由式(1)确定：
<mrow>
<mover>
<msub>
<mi>C</mi>
<mn>1</mn>
</msub>
<mo>&OverBar;</mo>
</mover>
<mo>=</mo>
<mover>
<msub>
<mi>C</mi>
<mi>S</mi>
</msub>
<mo>&OverBar;</mo>
</mover>
<mo>+</mo>
<mfrac>
<mrow>
<mover>
<msub>
<mi>C</mi>
<mn>2</mn>
</msub>
<mo>&OverBar;</mo>
</mover>
<mrow>
<mo>(</mo>
<mover>
<msub>
<mi>C</mi>
<mn>3</mn>
</msub>
<mo>&OverBar;</mo>
</mover>
<mo>+</mo>
<mover>
<msub>
<mi>C</mi>
<mi>S</mi>
</msub>
<mo>&OverBar;</mo>
</mover>
<mo>)</mo>
</mrow>
</mrow>
<mover>
<msub>
<mi>C</mi>
<mn>3</mn>
</msub>
<mo>&OverBar;</mo>
</mover>
</mfrac>
<mo>-</mo>
<mo>-</mo>
<mo>-</mo>
<mrow>
<mo>(</mo>
<mn>1</mn>
<mo>)</mo>
</mrow>
</mrow>
其中：
<mrow>
<mover>
<msub>
<mi>C</mi>
<mn>2</mn>
</msub>
<mo>&OverBar;</mo>
</mover>
<mo>=</mo>
<mfrac>
<mrow>
<mo>(</mo>
<mover>
<msub>
<mi>C</mi>
<mn>13</mn>
</msub>
<mo>&OverBar;</mo>
</mover>
<mover>
<msub>
<mi>C</mi>
<mn>23</mn>
</msub>
<mo>&OverBar;</mo>
</mover>
<mo>+</mo>
<mn>2</mn>
<mover>
<msub>
<mi>C</mi>
<mn>14</mn>
</msub>
<mo>&OverBar;</mo>
</mover>
<mover>
<msub>
<mi>C</mi>
<mn>23</mn>
</msub>
<mo>&OverBar;</mo>
</mover>
<mo>+</mo>
<mover>
<msub>
<mi>C</mi>
<mn>14</mn>
</msub>
<mo>&OverBar;</mo>
</mover>
<mover>
<msub>
<mi>C</mi>
<mn>24</mn>
</msub>
<mo>&OverBar;</mo>
</mover>
<mo>+</mo>
<mover>
<mrow>
<msub>
<mi>C</mi>
<mn>13</mn>
</msub>
<msub>
<mi>C</mi>
<mn>12</mn>
</msub>
</mrow>
<mo>&OverBar;</mo>
</mover>
<mo>+</mo>
<mover>
<mrow>
<msub>
<mi>C</mi>
<mn>14</mn>
</msub>
<msub>
<mi>C</mi>
<mn>12</mn>
</msub>
</mrow>
<mo>&OverBar;</mo>
</mover>
<mo>+</mo>
<mover>
<msub>
<mi>C</mi>
<mn>23</mn>
</msub>
<mo>&OverBar;</mo>
</mover>
<mover>
<msub>
<mi>C</mi>
<mn>12</mn>
</msub>
<mo>&OverBar;</mo>
</mover>
<mo>+</mo>
<mover>
<msub>
<mi>C</mi>
<mn>24</mn>
</msub>
<mo>&OverBar;</mo>
</mover>
<mover>
<msub>
<mi>C</mi>
<mn>12</mn>
</msub>
<mo>&OverBar;</mo>
</mover>
<mo>)</mo>
</mrow>
<mrow>
<mover>
<msub>
<mi>C</mi>
<mn>13</mn>
</msub>
<mo>&OverBar;</mo>
</mover>
<mo>+</mo>
<mover>
<msub>
<mi>C</mi>
<mn>14</mn>
</msub>
<mo>&OverBar;</mo>
</mover>
<mo>+</mo>
<mover>
<msub>
<mi>C</mi>
<mn>23</mn>
</msub>
<mo>&OverBar;</mo>
</mover>
<mo>+</mo>
<mover>
<msub>
<mi>C</mi>
<mn>24</mn>
</msub>
<mo>&OverBar;</mo>
</mover>
</mrow>
</mfrac>
<mo>-</mo>
<mo>-</mo>
<mo>-</mo>
<mrow>
<mo>(</mo>
<mn>2</mn>
<mo>)</mo>
</mrow>
</mrow>
<mrow>
<mover>
<msub>
<mi>C</mi>
<mn>3</mn>
</msub>
<mo>&OverBar;</mo>
</mover>
<mo>=</mo>
<mfrac>
<mrow>
<mo>(</mo>
<mover>
<msub>
<mi>C</mi>
<mn>13</mn>
</msub>
<mo>&OverBar;</mo>
</mover>
<mover>
<msub>
<mi>C</mi>
<mn>14</mn>
</msub>
<mo>&OverBar;</mo>
</mover>
<mo>+</mo>
<mn>2</mn>
<mover>
<msub>
<mi>C</mi>
<mn>14</mn>
</msub>
<mo>&OverBar;</mo>
</mover>
<mover>
<msub>
<mi>C</mi>
<mn>23</mn>
</msub>
<mo>&OverBar;</mo>
</mover>
<mo>+</mo>
<mover>
<mrow>
<msub>
<mi>C</mi>
<mn>13</mn>
</msub>
<msub>
<mi>C</mi>
<mn>34</mn>
</msub>
</mrow>
<mo>&OverBar;</mo>
</mover>
<mo>+</mo>
<mover>
<mrow>
<msub>
<mi>C</mi>
<mn>23</mn>
</msub>
<msub>
<mi>C</mi>
<mn>24</mn>
</msub>
</mrow>
<mo>&OverBar;</mo>
</mover>
<mo>+</mo>
<mover>
<msub>
<mi>C</mi>
<mn>14</mn>
</msub>
<mo>&OverBar;</mo>
</mover>
<mover>
<msub>
<mi>C</mi>
<mn>34</mn>
</msub>
<mo>&OverBar;</mo>
</mover>
<mo>+</mo>
<mover>
<mrow>
<msub>
<mi>C</mi>
<mn>23</mn>
</msub>
<msub>
<mi>C</mi>
<mn>34</mn>
</msub>
</mrow>
<mo>&OverBar;</mo>
</mover>
<mo>+</mo>
<mover>
<msub>
<mi>C</mi>
<mn>24</mn>
</msub>
<mo>&OverBar;</mo>
</mover>
<mover>
<msub>
<mi>C</mi>
<mn>34</mn>
</msub>
<mo>&OverBar;</mo>
</mover>
<mo>)</mo>
</mrow>
<mrow>
<mover>
<msub>
<mi>C</mi>
<mn>13</mn>
</msub>
<mo>&OverBar;</mo>
</mover>
<mo>+</mo>
<mover>
<msub>
<mi>C</mi>
<mn>14</mn>
</msub>
<mo>&OverBar;</mo>
</mover>
<mo>+</mo>
<mover>
<msub>
<mi>C</mi>
<mn>23</mn>
</msub>
<mo>&OverBar;</mo>
</mover>
<mo>+</mo>
<mover>
<msub>
<mi>C</mi>
<mn>24</mn>
</msub>
<mo>&OverBar;</mo>
</mover>
</mrow>
</mfrac>
<mo>-</mo>
<mo>-</mo>
<mo>-</mo>
<mrow>
<mo>(</mo>
<mn>3</mn>
<mo>)</mo>
</mrow>
</mrow>
<mrow>
<mover>
<msub>
<mi>C</mi>
<mi>S</mi>
</msub>
<mo>&OverBar;</mo>
</mover>
<mo>=</mo>
<mfrac>
<mrow>
<mo>(</mo>
<mover>
<msub>
<mi>C</mi>
<mn>13</mn>
</msub>
<mo>&OverBar;</mo>
</mover>
<mover>
<msub>
<mi>C</mi>
<mn>24</mn>
</msub>
<mo>&OverBar;</mo>
</mover>
<mo>-</mo>
<mover>
<mrow>
<msub>
<mi>C</mi>
<mn>14</mn>
</msub>
<msub>
<mi>C</mi>
<mn>23</mn>
</msub>
</mrow>
<mo>&OverBar;</mo>
</mover>
<mo>)</mo>
</mrow>
<mrow>
<mover>
<msub>
<mi>C</mi>
<mn>13</mn>
</msub>
<mo>&OverBar;</mo>
</mover>
<mo>+</mo>
<mover>
<msub>
<mi>C</mi>
<mn>14</mn>
</msub>
<mo>&OverBar;</mo>
</mover>
<mo>+</mo>
<mover>
<msub>
<mi>C</mi>
<mn>23</mn>
</msub>
<mo>&OverBar;</mo>
</mover>
<mo>+</mo>
<mover>
<msub>
<mi>C</mi>
<mn>24</mn>
</msub>
<mo>&OverBar;</mo>
</mover>
</mrow>
</mfrac>
<mo>-</mo>
<mo>-</mo>
<mo>-</mo>
<mrow>
<mo>(</mo>
<mn>4</mn>
<mo>)</mo>
</mrow>
</mrow>
所述初级补偿网络电感(L1)的电感值由式(5)确定：
<mrow>
<mover>
<msub>
<mi>L</mi>
<mn>1</mn>
</msub>
<mo>&OverBar;</mo>
</mover>
<mo>=</mo>
<mfrac>
<mn>1</mn>
<mrow>
<msup>
<mi>&omega;</mi>
<mn>2</mn>
</msup>
<mrow>
<mo>(</mo>
<mrow>
<mover>
<msub>
<mi>C</mi>
<mi>S</mi>
</msub>
<mo>&OverBar;</mo>
</mover>
<mo>+</mo>
<mfrac>
<mrow>
<mover>
<msub>
<mi>C</mi>
<mn>2</mn>
</msub>
<mo>&OverBar;</mo>
</mover>
<mrow>
<mo>(</mo>
<mrow>
<mover>
<msub>
<mi>C</mi>
<mn>3</mn>
</msub>
<mo>&OverBar;</mo>
</mover>
<mo>+</mo>
<mover>
<msub>
<mi>C</mi>
<mi>S</mi>
</msub>
<mo>&OverBar;</mo>
</mover>
</mrow>
<mo>)</mo>
</mrow>
</mrow>
<mover>
<msub>
<mi>C</mi>
<mn>3</mn>
</msub>
<mo>&OverBar;</mo>
</mover>
</mfrac>
</mrow>
<mo>)</mo>
</mrow>
</mrow>
</mfrac>
<mo>-</mo>
<mo>-</mo>
<mo>-</mo>
<mrow>
<mo>(</mo>
<mn>5</mn>
<mo>)</mo>
</mrow>
</mrow>
其中ω为系统工作角频率；
所述初级补偿网络电感(L2)的电感值由式(6)确定：
<mrow>
<mover>
<msub>
<mi>L</mi>
<mn>2</mn>
</msub>
<mo>&OverBar;</mo>
</mover>
<mo>=</mo>
<mfrac>
<mn>1</mn>
<mrow>
<msup>
<mi>&omega;</mi>
<mn>2</mn>
</msup>
<mrow>
<mo>(</mo>
<mrow>
<mover>
<msub>
<mi>C</mi>
<mi>S</mi>
</msub>
<mo>&OverBar;</mo>
</mover>
<mo>+</mo>
<mfrac>
<mrow>
<mover>
<msub>
<mi>C</mi>
<mn>3</mn>
</msub>
<mo>&OverBar;</mo>
</mover>
<mrow>
<mo>(</mo>
<mrow>
<mover>
<msub>
<mi>C</mi>
<mn>2</mn>
</msub>
<mo>&OverBar;</mo>
</mover>
<mo>+</mo>
<mover>
<msub>
<mi>C</mi>
<mi>S</mi>
</msub>
<mo>&OverBar;</mo>
</mover>
</mrow>
<mo>)</mo>
</mrow>
</mrow>
<mover>
<msub>
<mi>C</mi>
<mn>2</mn>
</msub>
<mo>&OverBar;</mo>
</mover>
</mfrac>
</mrow>
<mo>)</mo>
</mrow>
</mrow>
</mfrac>
<mo>-</mo>
<mo>-</mo>
<mo>-</mo>
<mrow>
<mo>(</mo>
<mn>6</mn>
<mo>)</mo>
</mrow>
</mrow>
所述次级补偿网络电感(L3)的电感值由式(7)确定：
<mrow>
<mover>
<msub>
<mi>L</mi>
<mn>3</mn>
</msub>
<mo>&OverBar;</mo>
</mover>
<mo>=</mo>
<mfrac>
<mn>1</mn>
<mrow>
<msup>
<mi>&omega;</mi>
<mn>2</mn>
</msup>
<mrow>
<mo>(</mo>
<mrow>
<mover>
<msub>
<mi>C</mi>
<mi>S</mi>
</msub>
<mo>&OverBar;</mo>
</mover>
<mo>+</mo>
<mfrac>
<mrow>
<mover>
<msub>
<mi>C</mi>
<mn>3</mn>
</msub>
<mo>&OverBar;</mo>
</mover>
<mrow>
<mo>(</mo>
<mrow>
<mover>
<msub>
<mi>C</mi>
<mn>2</mn>
</msub>
<mo>&OverBar;</mo>
</mover>
<mo>+</mo>
<mover>
<msub>
<mi>C</mi>
<mi>S</mi>
</msub>
<mo>&OverBar;</mo>
</mover>
</mrow>
<mo>)</mo>
</mrow>
</mrow>
<mover>
<msub>
<mi>C</mi>
<mn>2</mn>
</msub>
<mo>&OverBar;</mo>
</mover>
</mfrac>
</mrow>
<mo>)</mo>
</mrow>
</mrow>
</mfrac>
<mo>-</mo>
<mo>-</mo>
<mo>-</mo>
<mrow>
<mo>(</mo>
<mn>7</mn>
<mo>)</mo>
</mrow>
</mrow>
所述次级补偿网络电感(L4)的电感值由式(8)确定：
<mrow>
<mover>
<msub>
<mi>L</mi>
<mn>4</mn>
</msub>
<mo>&OverBar;</mo>
</mover>
<mo>=</mo>
<mfrac>
<mn>1</mn>
<mrow>
<msup>
<mi>&omega;</mi>
<mn>2</mn>
</msup>
<mrow>
<mo>(</mo>
<mrow>
<mover>
<msub>
<mi>C</mi>
<mn>3</mn>
</msub>
<mo>&OverBar;</mo>
</mover>
<mo>+</mo>
<mfrac>
<mrow>
<mover>
<msub>
<mi>C</mi>
<mn>2</mn>
</msub>
<mo>&OverBar;</mo>
</mover>
<mrow>
<mo>(</mo>
<mrow>
<mover>
<msub>
<mi>C</mi>
<mn>3</mn>
</msub>
<mo>&OverBar;</mo>
</mover>
<mo>+</mo>
<mover>
<msub>
<mi>C</mi>
<mi>S</mi>
</msub>
<mo>&OverBar;</mo>
</mover>
</mrow>
<mo>)</mo>
</mrow>
</mrow>
<mover>
<msub>
<mi>C</mi>
<mi>S</mi>
</msub>
<mo>&OverBar;</mo>
</mover>
</mfrac>
</mrow>
<mo>)</mo>
</mrow>
</mrow>
</mfrac>
<mo>-</mo>
<mo>-</mo>
<mo>-</mo>
<mrow>
<mo>(</mo>
<mn>8</mn>
<mo>)</mo>
</mrow>
</mrow>
所述次级补偿网络电容(C4)的电容值由式(9)确定：
<mrow>
<mover>
<msub>
<mi>C</mi>
<mn>4</mn>
</msub>
<mo>&OverBar;</mo>
</mover>
<mo>=</mo>
<mover>
<msub>
<mi>C</mi>
<mn>3</mn>
</msub>
<mo>&OverBar;</mo>
</mover>
<mo>+</mo>
<mfrac>
<mrow>
<mover>
<msub>
<mi>C</mi>
<mn>2</mn>
</msub>
<mo>&OverBar;</mo>
</mover>
<mrow>
<mo>(</mo>
<mover>
<msub>
<mi>C</mi>
<mn>3</mn>
</msub>
<mo>&OverBar;</mo>
</mover>
<mo>+</mo>
<mover>
<msub>
<mi>C</mi>
<mi>S</mi>
</msub>
<mo>&OverBar;</mo>
</mover>
<mo>)</mo>
</mrow>
</mrow>
<mover>
<msub>
<mi>C</mi>
<mi>S</mi>
</msub>
<mo>&OverBar;</mo>
</mover>
</mfrac>
<mo>-</mo>
<mo>-</mo>
<mo>-</mo>
<mrow>
<mo>(</mo>
<mn>9</mn>
<mo>)</mo>
</mrow>
<mo>.</mo>
</mrow>
2
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201710616873.9A CN107332359A (zh) | 2017-07-20 | 2017-07-20 | 一种用于轨道交通的电场耦合式移动供电系统 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201710616873.9A CN107332359A (zh) | 2017-07-20 | 2017-07-20 | 一种用于轨道交通的电场耦合式移动供电系统 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN107332359A true CN107332359A (zh) | 2017-11-07 |
Family
ID=60227788
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201710616873.9A Pending CN107332359A (zh) | 2017-07-20 | 2017-07-20 | 一种用于轨道交通的电场耦合式移动供电系统 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN107332359A (zh) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107658994A (zh) * | 2017-11-13 | 2018-02-02 | 中车青岛四方机车车辆股份有限公司 | 一种无线电能传输系统 |
| CN108306419A (zh) * | 2018-01-08 | 2018-07-20 | 西南交通大学 | 一种多发射单接收结构的电场式无线电能传输系统 |
| CN108599400A (zh) * | 2018-06-04 | 2018-09-28 | 重庆大学 | 层叠式耦合机构及其构成的ecpt系统和系统参数设计方法 |
| CN109038862A (zh) * | 2018-07-12 | 2018-12-18 | 杭州电子科技大学 | 移动受电体及应用该受电体的行波式非接触供电系统 |
| CN111049274A (zh) * | 2020-03-12 | 2020-04-21 | 北京有感科技有限责任公司 | 无线电能传输的补偿网络和无线电能传输系统 |
-
2017
- 2017-07-20 CN CN201710616873.9A patent/CN107332359A/zh active Pending
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| FEILU等: "《A CLLC-Compensated High Power and Large Air-Gap Capacitive Power Transfer System for Electric Vehicle Charging Applications》", 《APPLIED POWER ELECTRONICS CONFERENCE AND EXPOSITION》 * |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107658994A (zh) * | 2017-11-13 | 2018-02-02 | 中车青岛四方机车车辆股份有限公司 | 一种无线电能传输系统 |
| CN108306419A (zh) * | 2018-01-08 | 2018-07-20 | 西南交通大学 | 一种多发射单接收结构的电场式无线电能传输系统 |
| CN108306419B (zh) * | 2018-01-08 | 2020-01-03 | 西南交通大学 | 一种多发射单接收结构的电场式无线电能传输系统 |
| CN108599400A (zh) * | 2018-06-04 | 2018-09-28 | 重庆大学 | 层叠式耦合机构及其构成的ecpt系统和系统参数设计方法 |
| CN109038862A (zh) * | 2018-07-12 | 2018-12-18 | 杭州电子科技大学 | 移动受电体及应用该受电体的行波式非接触供电系统 |
| CN109038862B (zh) * | 2018-07-12 | 2020-05-12 | 杭州电子科技大学 | 移动受电体及应用该受电体的行波式非接触供电系统 |
| CN111049274A (zh) * | 2020-03-12 | 2020-04-21 | 北京有感科技有限责任公司 | 无线电能传输的补偿网络和无线电能传输系统 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN107332359A (zh) | 一种用于轨道交通的电场耦合式移动供电系统 | |
| CN102969776B (zh) | 一种电动汽车无线充电装置 | |
| CN107618388B (zh) | 一种电动汽车无线充电系统 | |
| CN102986114B (zh) | 发电系统、发电模块、模块固定装置及发电系统的铺设方法 | |
| CN103560593B (zh) | 一种电场耦合型无线电能传输系统的控制方法 | |
| CN106740220A (zh) | 一种恒流恒压复合拓扑的无线充电电路 | |
| CN106458048B (zh) | 用于电驱动车辆的感应式充电的传输系统和方法和车辆设备 | |
| CN103986245A (zh) | 基于双层双向螺旋线圈的无线电能传输系统及方法 | |
| CN103746462A (zh) | 一种用于无线电能传输的双边lcc补偿网络及其调谐方法 | |
| CN105720582B (zh) | 一种特定谐波消除无线电能传输系统及其设计方法 | |
| CN105229890A (zh) | 双向非接触供电装置 | |
| CN105406610A (zh) | 应用于移动运输设备无线供电的线圈自去耦双相接收装置 | |
| CN206406776U (zh) | 一种恒流恒压复合拓扑的无线充电电路 | |
| CN207274460U (zh) | 基于磁集成型lc滤波器的电动汽车多路磁耦合式无线充电系统 | |
| CN107959355A (zh) | 一种磁场耦合式与电场耦合式结合的无线电能传输系统 | |
| CN104065178A (zh) | 一种三相负载单相无线供电系统及其设计方法 | |
| CN204721105U (zh) | 插入中继线圈的不对称的无线输电系统 | |
| CN102290875A (zh) | 通过高频交变磁场给电动汽车在行驶中提供电力的装置 | |
| CN107749675A (zh) | 基于磁谐振耦合的无线电能传输系统 | |
| CN104124764B (zh) | 无线电力传输接收端、系统及接收方法 | |
| CN113472090A (zh) | 能量和信号同传机构及高压线路监测设备的无线供电系统 | |
| CN210724332U (zh) | 多负载无线充电装置 | |
| CN204012949U (zh) | 基于双层双向螺旋线圈的无线电能传输系统 | |
| CN206559146U (zh) | 磁耦合谐振式无线能量传输装置 | |
| CN106059109A (zh) | 一种磁路机构非接触电能传输装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20171107 |
|
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |