CN108390469A - 一种多发送多接收的大功率感应电能传输系统 - Google Patents

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刘野然
李宏超
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Abstract

本发明公开了一种多发送多接收的大功率感应电能传输系统，包括两个以上感应电能传输单元；感应电能传输单元包括发送端和接收端；发送端包括逆变器和发送线圈，接收端包括接收线圈和整流器；所有感应电能传输单元的逆变器的直流输入端并联连接到直流电源，整流器的直流输出端并联连接到负载。本发明的有益效果在于，采用多发射、多拾取的方案，系统传输功率大大提高，可达数百千瓦；多个拾取机构的设计，使得当某个拾取机构产生故障不能工作时，并不影响其它拾取结构的正常工作，系统整体可靠性高，冗余性强；由于不同的发射机构具有相同的结构及参数，不同的拾取机构也具有相同的结构及参数，便于模块化批量生产，降低了成本。

Description

一种多发送多接收的大功率感应电能传输系统
技术领域
本发明涉及大功率感应电能传输系统技术领域，特别是一种多发送多接收的大功率感应电能传输系统。
背景技术
感应电能传输技术已应用于轨道交通列车、电动汽车等大功率设备供电中。与传统通过导线直接物理接触的电能传输技术相比，感应电能传输技术工作过程中不存在接触火花、漏电、受雨雪尘土影响等问题，具有维护成本低，安全可靠，实用性高的优点。
感应电能传输系统的结构和工作过程为：工频交流电经过整流成为直流，经过逆变器后直流电逆变成高频交流电，高频交变电流注入初级线圈，产生高频交变磁场；次级线圈在初级线圈产生的高频磁场中感应出感应电动势，该感应电动势通过高频整流及直流斩波等调节电路后向负载提供电能。
其存在的问题是：传统的逆变器采用单个单相全桥逆变器，由于受到开关器件容量的限制，输出功率无法满足大功率电能传输的要求，使得采用单个逆变器的无线电能传输技术的推广受到很大限制。此外单个逆变器一旦损坏，系统将停止工作，系统可靠性差。
发明内容
本发明的目的是提供一种多发送多接收的大功率感应电能传输系统。
实现本发明目的的技术方案如下：
一种多发送多接收的大功率感应电能传输系统，包括两个以上感应电能传输单元；所述感应电能传输单元包括发送端和接收端；发送端包括逆变器，逆变器的交流输出端依次通过谐振电感、发送端补偿电容和发送线圈连接到交流输入端；还包括谐振电容，其一端连接到谐振电感的输出端，另一端连接到逆变器的交流输入端；接收端包括整流器，整流器的交流输出端依次通过接收线圈和接收端补偿电容连接到交流输入端；所有感应电能传输单元的逆变器的直流输入端并联连接到直流电源，整流器的直流输出端并联连接到负载。
本发明的有益效果在于，本发明采用多发射、多拾取的方案，系统传输功率大大提高，可达数百千瓦；多个拾取机构的设计，使得当某个拾取机构产生故障不能工作时，并不影响其它拾取结构的正常工作，系统输出仍可以达到很大的功率，系统整体可靠性高，冗余性强；由于不同的发射机构具有相同的结构及参数，不同的拾取机构也具有相同的结构及参数，所以便于模块化批量生产，降低了成本。
附图说明
图1是本发明的电路结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步的说明。
图1示出，本发明包括以下部分：
发送端的具体组成是：直流电源(E)两端并联逆变器一(H1)、逆变器二(H2)…逆变器n(Hn)；逆变器一(H1)依次通过谐振电感一(Lp1)和补偿电容一(Ct1)与发送线圈一(Lt1)连接，谐振电容一(Cp1)并联在补偿电容一(Ct1)和发送线圈一(Lt1)两端；逆变器二(H2)依次通过谐振电感二(Lp2)和补偿电容二(Ct2)与发送线圈二(Lt2)连接，谐振电容二(Cp2)并联在补偿电容二(Ct2)和发送线圈二(Lt2)两端；以此类推，逆变器n(Hn)依次通过谐振电感n(Lpn)和补偿电容n(Ctn)与发送线圈n(Ltn)连接，谐振电容n(Cpn)并联在补偿电容n(Ctn)和发送线圈n(Ltn)两端。各逆变器所连接元器件参数相同，结构相同。
所述接收端具体组成是：接收线圈一(Ls1)依次串接接收线圈补偿电容一(Cs1)、整流桥一(H3)；接收线圈二(Ls2)依次串接接收线圈补偿电容二(Cs2)、整流桥二(H4)；以此类推，接收线圈n(Lsn)依次串接接收线圈补偿电容n(Csn)、整流桥n(Hn)。所有整流桥输出并联在负载(Rdc)两端。
具体使用时，按照用户对系统输出功率的要求，来配置接收端拾取机构的个数，根据输入、输出电压、电流等级确定谐振电感值，由公式确定谐振电容值，其中，ω为逆变器工作角频率，根据发射线圈实际电感值，由公式确定补偿电容值，根据接收线圈实际电感值，由公式确定谐振电容值。按照得到的电路参数配置并装设感应电能传输系统，通过控制接入直流电源的逆变器单元个数，调整系统输入功率；控制接收端拾取机构个数可以调整系统输出功率。

Claims (1)

1.一种多发送多接收的大功率感应电能传输系统，其特征在于，包括两个以上感应电能传输单元；
所述感应电能传输单元包括发送端和接收端；发送端包括逆变器(H1)，逆变器(H1)的交流输出端依次通过谐振电感(Lp1)、发送端补偿电容(Ct1)和发送线圈(Lt1)连接到交流输入端；还包括谐振电容(Cp1)，其一端连接到谐振电感(Lp1)的输出端，另一端连接到逆变器(H1)的交流输入端；
接收端包括整流器(Z1)，整流器(Z1)的交流输出端依次通过接收线圈(Ls1)和接收端补偿电容(Cs1)连接到交流输入端；
所有感应电能传输单元的逆变器的直流输入端并联连接到直流电源(E)，整流器的直流输出端并联连接到负载(Rdc)。
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