CN114448106A - 一种船舶岸电无线充电装置 - Google Patents
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Abstract
一种船舶岸电无线充电装置，包括岸电端和船舶端，所述岸电端设有输出电路，输出电路的末端连接有发射组件，所述船舶端设有负载电路，所述负载电路的输入端设有接收组件，所述发射装置上设有发射线圈，所述接收组件上设有接收线圈，所述发射线圈和接收线圈之间通过电磁耦合进行能量的无线传递，还包括用于固定所述发射组件和接收组件相对位置的固定组件。本发明减少了人工参与度，减少了充电作业的准备时间，实现充电系统的快速连接，适应恶劣天气，提高了供电的可靠性，保证了人身和电网安全。
Description
技术领域
本发明属于磁耦合无线电能传输技术领域，尤其是一种船舶岸电无线充电装置。
背景技术
我国是一个船舶使用大国，随着我国经济的发展，交通运输、海上作业和旅游观光业等行业极大的依赖于船舶。然而，使用燃油的船舶排放大、污染重等特点严重危害了环境，成为发展可持续发展方案的绊脚石。在船舶靠岸时，船上的燃油机必须保持工作，以保证船舶的正常工作。因此，为了降低船舶靠岸期间造成的污染，打造绿色港口，国内部分港口已经在推行岸基电源技术。
船舶岸电充电装置是为了保证船舶在海上航行时各个用电设备能够正常工作，目前大部分系统都是采用的低压供电，因为其电源质量高，技术相对容易实现，且成本较低，成为目前国内大多数船舶岸电供电系统的首选。
然而，传统的船舶岸电充电装置都是采用有线连接的方式来连接供电系统和船舶的，这种连接方式存在一些问题：1、这种连接方式需要人工操作接电和断电，耗时且繁琐，无法做到即停即充；2、有线连接的方式容易造成线缆的磨损，长期使用可能导致接触不良或是漏电，严重还可能造成船上设备短路损坏，甚至威胁工作人员的安全；3、线缆连接方式存在零电位不同的风险，会导致船体和水发生电解作用，损坏船体；4、我国港口码头大部分采用的都是三相四线加保护线的TN-S制供电系统，而船舶交流充电系统采用的是三相三线制的IT系统，由于两侧线制不统一，船舶的靠岸充电不兼容，且存在繁琐的等电势连接、绝缘保护等一系列问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种船舶岸电无线充电装置，减少了人工参与度，减少了充电作业的准备时间，实现充电系统的快速连接，适应恶劣天气，提高了供电的可靠性，保证了人身和电网安全。
本发明提供了一种船舶岸电无线充电装置，其解决技术问题的技术方案包括岸电端和船舶端，所述岸电端设有输出电路，输出电路的末端连接有发射组件，所述船舶端设有负载电路，所述负载电路的输入端设有接收组件，所述发射装置上设有发射线圈，所述接收组件上设有接收线圈，所述发射线圈和接收线圈之间通过电磁耦合进行能量的无线传递，还包括用于固定所述发射组件和接收组件相对位置的固定组件。
优选的，所述输出电路包括依次串联连接的电网电源、原级电能变换装置、谐振补偿电路、发射组件；所述负载电路包括依次串联连接的接收组件、谐振补偿电路、次级电能变换装置、负载终端。
优选的，所述原级电能变换装置将工频交流电转换为高频交流电，所述次级电能变换装置对高频感应电压进行变换与调节使适应不同的负载终端的需求。
优选的，所述发射线圈和接收线圈均采用环形线圈结构。
优选的，所述发射线圈和接收线圈均采用软磁材料。
优选的，所述固定装置包括第一伸缩板、第二伸缩板、固定杆，所述发射组件包括发射本体，接收组件包括接收本体，所述发射本体的两侧分别设有一个可向两侧延伸的第一伸缩板，所述接收本体的两侧分别设有一个可向两侧延伸的第二伸缩板，每个所述第一伸缩板和第二伸缩板上均设有固定孔，位于同一侧的第一伸缩板和第二伸缩板之间通过穿过固定孔的固定杆进行固定连接。
优选的，所述固定杆为螺杆结构，所述固定杆与第一伸缩板和第二伸缩板之间均为螺纹连接。
综上所述，运用本发明的技术方案，至少具有如下的有益效果：
1、通过采用磁场耦合效应进行无线充电，减少了充电作业的工作强度，提高了充电效率；
2、可适应不同的天气环境，提高了供电的可靠性，保证了人身和电网安全；3、线圈相对位置固定，提高了充电的稳定性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明系统总体电路图；
图2是本发明线圈结构图；
图3是本发明耦合机构示意图；
图4是本发明系统整体结构示意图。
图中；
1、发射组件；11、发射线圈；2、接收组件；21、接收线圈；
3、电网电源；4、原级电能变换装置；5、谐振补偿电路；6、次级电能变换装置；7、第一伸缩板；8、第二伸缩板；9、固定杆。
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。
本发明提供一种船舶岸电无线充电装置，如图1-4所示，包括岸电端和船舶端，所述岸电端设有输出电路，输出电路的末端连接有发射组件1，所述船舶端设有负载电路，所述负载电路的输入端设有接收组件2，所述发射装置上设有发射线圈11，所述接收组件2上设有接收线圈21，所述发射线圈11和接收线圈21之间通过电磁耦合进行能量的无线传递，在对船舶进行充电时，整个充电装置分为岸电端和船舶端，如图1所示，通过电磁耦合效应实现能量由岸电端到船舶端的无线传递；其中岸电端首先通过原级电能变换装置4将工频交流电转换为高频交流电，然后将该高频交流电经过谐振补偿后注入发射线圈11，并在发射线圈11周围一定空间内产生高频交变磁场；船舶端的接收线圈21会捕捉到部分高频交变磁场，并产生高频感应电压，次级电能变换装置6会对该高频感应电压进行变换与调节，使其最终满足不同负载的要求，需要注意的是，在负载电路上也设有谐振补偿电路5，本发明采用环形线圈结构，线圈间磁场分布图如图3所示，由图可知，电能收发线圈间的耦合效果较好，磁场主要分布于线圈之间的空间，向外部空间辐射的磁场较少，可以忽略不计，而且线圈采用软磁材料，可以起到较好的磁屏蔽作用。
在实际使用时，由于船舶停留在水面上，水面波动会引起耦合机构发生偏移，会对系统的功率密度、传输功率等指标产生较大的影响，因此需要考虑磁耦合机构的抗偏移功能。本发明中提出了固定装置的一个实施例，其中固定装置包括第一伸缩板7、第二伸缩板8、固定杆9，所述发射组件1包括发射本体，接收组件2包括接收本体，所述发射本体的两侧分别设有一个可向两侧延伸的第一伸缩板7，所述接收本体的两侧分别设有一个可向两侧延伸的第二伸缩板8，每个所述第一伸缩板7和第二伸缩板8上均设有固定孔，位于同一侧的第一伸缩板7和第二伸缩板8之间通过穿过固定孔的固定杆9进行固定连接；如附图所示，在发射组件1和接收组件2的两侧分别有两个固定装置，在使用过程中，由人工控制第一伸缩板7和第二伸缩板8的拉伸距离，首先将发射组件1的固定装置的位置固定，只操作接收端的固定装置，这一步可以由船上的人员完成，由于固定装置可以向两边延伸，因此即使发射端和接收端面积不一样，也能够通过不同的延伸距离实现固定孔对齐。最后再由人工将固定杆9穿过第一伸缩板7和第二伸缩板8上的固定孔实现固定，需要注意的是，为了保证固定的可靠性，固定杆9为螺杆结构，采用螺纹配合原理，这样可以使其更稳定。
以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。
Claims (7)
1.一种船舶岸电无线充电装置，其特征在于，包括岸电端和船舶端，所述岸电端设有输出电路，输出电路的末端连接有发射组件，所述船舶端设有负载电路，所述负载电路的输入端设有接收组件，所述发射装置上设有发射线圈，所述接收组件上设有接收线圈，所述发射线圈和接收线圈之间通过电磁耦合进行能量的无线传递，还包括用于固定所述发射组件和接收组件相对位置的固定组件。
2.根据权利要求1所述一种船舶岸电无线充电装置，其特征在于，所述输出电路包括依次串联连接的电网电源、原级电能变换装置、谐振补偿电路、发射组件；所述负载电路包括依次串联连接的接收组件、谐振补偿电路、次级电能变换装置、负载终端。
3.根据权利要求2所述一种船舶岸电无线充电装置，其特征在于，所述原级电能变换装置将工频交流电转换为高频交流电，所述次级电能变换装置对高频感应电压进行变换与调节使适应不同的负载终端的需求。
4.根据权利要求1所述一种船舶岸电无线充电装置，其特征在于，所述发射线圈和接收线圈均采用环形线圈结构。
5.根据权利要求4所述一种船舶岸电无线充电装置，其特征在于，所述发射线圈和接收线圈均采用软磁材料。
6.根据权利要求1所述一种船舶岸电无线充电装置，其特征在于，所述固定装置包括第一伸缩板、第二伸缩板、固定杆，所述发射组件包括发射本体，接收组件包括接收本体，所述发射本体的两侧分别设有一个可向两侧延伸的第一伸缩板，所述接收本体的两侧分别设有一个可向两侧延伸的第二伸缩板，每个所述第一伸缩板和第二伸缩板上均设有固定孔，位于同一侧的第一伸缩板和第二伸缩板之间通过穿过固定孔的固定杆进行固定连接。
7.根据权利要求6所述一种船舶岸电无线充电装置，其特征在于，所述固定杆为螺杆结构，所述固定杆与第一伸缩板和第二伸缩板之间均为螺纹连接。
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| CN202111392669.6A CN114448106A (zh) | 2021-11-23 | 2021-11-23 | 一种船舶岸电无线充电装置 |
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| CN (1) | CN114448106A (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115892360A (zh) * | 2022-12-16 | 2023-04-04 | 广州远和船海研究院有限公司 | 一种风电运输船舶及海上风电输送方法 |
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2021
- 2021-11-23 CN CN202111392669.6A patent/CN114448106A/zh not_active Withdrawn
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115892360A (zh) * | 2022-12-16 | 2023-04-04 | 广州远和船海研究院有限公司 | 一种风电运输船舶及海上风电输送方法 |
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