CN109586418B - 一种应用于移动设备动态无线供电的l型供电轨道 - Google Patents

Abstract

本发明提出了一种应用于移动设备动态无线供电的L型供电轨道，它包括2m个L型磁芯以及供电线缆，其中2m个磁芯的形状结构完全相同；2m个磁芯呈直线式排布，任意相邻的两个磁芯中横臂朝向方向相反,且第n个磁芯与第n+2个磁芯的竖臂间隔相同的距离；所述任意两个相邻的磁芯均不相接触；供电线缆缠绕在磁芯的竖臂上；供电线缆的缠绕方式为“8”字型交叉缠绕或者顺序缠绕；本发明所述L型供电轨道耦合性能更好，轨道两侧产生漏磁场得到削弱，产生的电磁辐射较小，同时L型的磁芯形状具有单位工作单元体积小的优点，制造简单，便于运输、安装，还可以极大节约了铁氧体磁芯材料，磁芯用量少，降低成本，并可以保证电能无线传输的功率和效率。

Description

一种应用于移动设备动态无线供电的L型供电轨道

技术领域

本发明属于移动设备无线供电技术领域，特别是涉及一种应用于移动设备动态无线供电的L型供电轨道。

背景技术

随着石油储备量的下降，采用电能作为移动设备的动力来源的优势越来越明显，然而，传统的有线供电方式具有线间接触不良，导线短路、供电不便等等缺点，而使用无线供电方式能很好地解决这些问题，其可以在没有物理连接的情况下实现电能从输电线路到负载端的传输,具有安全性高，灵活性强的优点。

将无线供电方式应用在移动设备上，可以保证移动设备在移动过程中实时充电，有效提升移动设备的续航里程，减少设备上携带的电池数量。同时无线供电轨道可以将全部供电设施安放在地面以下，从而避免外部自然环境对供电性能的影响，降低了维护成本。

目前，已有人提出了多种用于移动设备动态无线供电的供电轨道结构，例如目前比较常用的E型、U型、I型、T型和n型结构等供电轨道。其中E型、U型供电轨道存在磁芯用量大、成本高、电磁辐射大的问题，I型供电导轨存在磁芯成本高、供电稳定性不好等缺点，T型磁极传输性能低，磁芯的使用面积大，n型磁极用量大，磁芯成本高。

发明内容

本发明目的是为了解决现有技术中的问题，提供了一种应用于移动设备动态无线供电的L型供电轨道。

本发明是通过以下技术方案实现的，本发明提出一种应用于移动设备动态无线供电的L型供电轨道，它包括2m个L型磁芯1以及供电线缆2，其中2m个磁芯1的形状结构完全相同；所述m为大于或者等于2的整数；

所述磁芯1呈L型，2m个磁芯1呈直线式排布，任意相邻的两个磁芯1中横臂朝向方向相反,且第n个磁芯1与第n+2个磁芯1的竖臂间隔相同的距离，所述n满足1≦n≦2m-2；所述任意两个相邻的磁芯1均不相接触；

供电线缆2缠绕在磁芯1的竖臂上；

供电线缆2的缠绕方式为“8”字型交叉缠绕或者顺序缠绕；

“8”字型交叉缠绕方式为：供电线缆2沿第一个磁芯的竖臂的左侧或右侧穿入，延伸至第二个磁芯的竖臂由右侧或左侧穿出，之后再延伸到第三个磁芯竖臂的右侧或左侧穿入，从第四个磁芯的竖臂处的左侧或右侧穿出，再延伸至第五个磁芯的竖臂的左侧或右侧穿入，……，直至延伸至第2m个磁芯1的竖臂处的相应侧之后，从该竖臂的另一侧开始返程，返程时供电线缆2采用相同的方式继续延伸，依次绕过2m个磁芯1的竖臂，直至第一个磁芯的竖臂处由右侧或左侧穿出，形成每一个磁芯上供电线缆2为“8”字型缠绕的方式；

顺序缠绕方式为：供电线缆2顺时针或逆时针依次缠绕第一个磁芯和第二个磁芯的竖臂，再逆时针或顺时针依次缠绕第三个磁芯和第四个磁芯的竖臂，再顺时针或逆时针依次缠绕第五个磁芯和第六个磁芯的竖臂，……，直至缠绕完第2m个磁芯1的竖臂，形成每一个磁芯上供电线缆2为顺序缠绕的方式。

进一步地，所述磁芯1采用铁氧体材料制成。

进一步地，该L型供电轨道包括多个分段，每一个分段由2m个L型磁芯1构成，所述m为大于或者等于2的整数，多个分段首尾相接或者相隔预定间距通过导线连接，当L型供电轨道包括多段上述的L型供电轨道结构时，多段上述的L型供电轨道结构位于一条线上，首尾相连或间隔预定距离，每段供电轨道结构均通过相连接的控制系统控制其开通或关断。

进一步地，所述L型供电轨道由多块平板磁芯拼接而成，或者由整块材料直接铸造成L型轨道整体结构。

本发明的优点：本发明所述供电轨道将相邻的两个供电线缆缠绕方式相同的磁芯的竖臂构成一组磁极，供电线缆通电时，主磁通一组磁极穿出，经过固定轨道的上方，在相邻的另一组磁极处穿入，从而将供电线缆产生的磁场的主磁通固定在轨道上方，减少漏磁大小，降低电磁辐射。所述供电轨道还具有能量传输性能好、成本低、制造简单、结构稳定的特点。与现有其他类型供电轨道相比，L型供电轨道发射端与接收端之间耦合性能更好，轨道两侧产生漏磁场得到削弱，产生的电磁辐射较小，同时L型的磁芯形状具有单位工作单元体积小的优点，制造简单，便于运输、安装，还可以极大节约了铁氧体磁芯材料，磁芯用量少，降低成本，并可以保证电能无线传输的功率和效率。

附图说明

图1是本发明所述应用于移动设备动态无线供电的L型供电轨道的磁芯结构示意图，其中m为6；

图2是本发明所述供电线缆的缠绕方式为8字型交叉缠绕时的L型供电轨道的结构示意图，其中m为6；

图3是图2的A向视图；

图4是图2的俯视图；

图5是图2的B向视图；

图6是本发明所述供电线缆的缠绕方式为顺序缠绕时的L型供电轨道的结构示意图，其中m为6；

图7是图6的A向视图；

图8是图6的俯视图；

图9是图6的B向视图；

图10是本发明所述供电线缆的缠绕方式为8字型交叉缠绕且磁芯间距为零时的L型供电轨道的结构示意图，其中m为7。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

结合图1-图9，本发明提出一种应用于移动设备动态无线供电的L型供电轨道，它包括2m个L型磁芯1以及供电线缆2，其中2m个磁芯1的形状结构完全相同；所述m为大于或者等于2的整数；

所述磁芯1呈L型，2m个磁芯1呈直线式排布，任意相邻的两个磁芯1中横臂朝向方向相反,且第n个磁芯1与第n+2个磁芯1的竖臂间隔相同的距离，所述n满足1≦n≦2m-2；所述任意两个相邻的磁芯1均不相接触；

供电线缆2缠绕在磁芯1的竖臂上；

供电线缆2的缠绕方式为“8”字型交叉缠绕或者顺序缠绕；

“8”字型交叉缠绕方式为：供电线缆2沿第一个磁芯的竖臂的左侧或右侧穿入，延伸至第二个磁芯的竖臂由右侧或左侧穿出，之后再延伸到第三个磁芯竖臂的右侧或左侧穿入，从第四个磁芯的竖臂处的左侧或右侧穿出，再延伸至第五个磁芯的竖臂的左侧或右侧穿入，……，直至延伸至第2m个磁芯1的竖臂处的相应侧之后，从该竖臂的另一侧开始返程，返程时供电线缆2采用相同的方式继续延伸，依次绕过2m个磁芯1的竖臂，直至第一个磁芯的竖臂处由右侧或左侧穿出，形成每一个磁芯上供电线缆2为“8”字型缠绕的方式；

顺序缠绕方式为：供电线缆2顺时针或逆时针依次缠绕第一个磁芯和第二个磁芯的竖臂，再逆时针或顺时针依次缠绕第三个磁芯和第四个磁芯的竖臂，再顺时针或逆时针依次缠绕第五个磁芯和第六个磁芯的竖臂，……，直至缠绕完第2m个磁芯1的竖臂，形成每一个磁芯上供电线缆2为顺序缠绕的方式。

8字型交叉缠绕方式和顺序缠绕方式中，供电线缆2沿磁芯1的外表面缠绕；各个磁芯1的厚度需保证不出现磁饱和情况；供电线缆2的两端连接供电电源。

所述磁芯1采用铁磁材料制成，优选为铁氧体材料。

该L型供电轨道包括多个分段，每一个分段由2m个L型磁芯1构成，所述m为大于或者等于2的整数，多个分段首尾相接或者相隔预定间距通过导线连接，当L型供电轨道包括多段上述的L型供电轨道结构时，多段上述的L型供电轨道结构位于一条线上，首尾相连或间隔预定距离，每段供电轨道结构均通过相连接的控制系统控制其开通或关断。

所述L型供电轨道由多块平板磁芯拼接而成，或者由整块材料直接铸造成L型轨道整体结构。

结合图10，图10中，使第p个L型磁芯和第p+1个L型磁芯的间距为0，其中p为奇数，所述p满足：1≦p≦2m-1，则两个L型磁芯可以组合成一个U型磁芯。

本发明中，供电轨道将相邻的两个供电线缆缠绕方式相同的磁芯的竖臂构成一组磁极，供电线缆通电时，主磁通由一组磁极穿出，经过固定轨道的上方，在相邻的另一组磁极处穿入，从而将供电线缆产生的磁场的主磁通固定在轨道上方，减少漏磁大小，降低电磁辐射，此时轨道上方存在能量接收设备，根据电磁感应定律，接收设备在磁场耦合作用下感应出电动势，通过合理的参数匹配可以实现高效的无线电能传输。

以上对本发明所提供的一种应用于移动设备动态无线供电的L型供电轨道，进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (4)

1.一种应用于移动设备动态无线供电的L型供电轨道，其特征在于，它包括2m个L型磁芯(1)以及供电线缆(2)，其中2m个磁芯(1)的形状结构完全相同；所述m为大于或者等于2的整数；

所述磁芯(1)呈L型，2m个磁芯(1)呈直线式排布，任意相邻的两个磁芯(1)中横臂朝向方向相反,且第n个磁芯(1)与第n+2个磁芯(1)的竖臂间隔相同的距离，所述n满足1≦n≦2m-2；所述任意两个相邻的磁芯(1)均不相接触；

供电线缆(2)缠绕在磁芯(1)的竖臂上；

供电线缆(2)的缠绕方式为“8”字型交叉缠绕或者顺序缠绕；供电轨道将相邻的两个供电线缆(2)缠绕方式相同的L型磁芯(1)的竖臂构成一组磁极；

“8”字型交叉缠绕方式为：供电线缆(2)沿第一个磁芯的竖臂的左侧或右侧穿入，延伸至第二个磁芯的竖臂由右侧或左侧穿出，之后再延伸到第三个磁芯竖臂的右侧或左侧穿入，从第四个磁芯的竖臂处的左侧或右侧穿出，再延伸至第五个磁芯的竖臂的左侧或右侧穿入，……，直至延伸至第2m个磁芯(1)的竖臂处的相应侧之后，从该竖臂的另一侧开始返程，返程时供电线缆(2)采用相同的方式继续延伸，依次绕过2m个磁芯(1)的竖臂，直至第一个磁芯的竖臂处由右侧或左侧穿出，形成每一个磁芯上供电线缆(2)为“8”字型缠绕的方式；

顺序缠绕方式为：供电线缆(2)顺时针或逆时针依次缠绕第一个磁芯和第二个磁芯的竖臂，再逆时针或顺时针依次缠绕第三个磁芯和第四个磁芯的竖臂，再顺时针或逆时针依次缠绕第五个磁芯和第六个磁芯的竖臂，……，直至缠绕完第2m个磁芯(1)的竖臂，形成每一个磁芯上供电线缆(2)为顺序缠绕的方式。

2.根据权利要求1所述的应用于移动设备动态无线供电的L型供电轨道，其特征在于，所述磁芯(1)采用铁氧体材料制成。

3.根据权利要求1或2所述的应用于移动设备动态无线供电的L型供电轨道，其特征在于，该L型供电轨道包括多个分段，每一个分段由2m个L型磁芯(1)构成，所述m为大于或者等于2的整数，多个分段首尾相接或者相隔预定间距通过导线连接，当L型供电轨道包括多段上述的L型供电轨道结构时，多段上述的L型供电轨道结构位于一条线上，首尾相连或间隔预定距离，每段供电轨道结构均通过相连接的控制系统控制其开通或关断。

4.根据权利要求3所述的应用于移动设备动态无线供电的L型供电轨道，其特征在于，所述L型供电轨道由多块平板磁芯拼接而成，或者由整块材料直接铸造成L型轨道整体结构。

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